A Microbial Biorealm page on the genus Lactobacillus delbrueckii
Numbered ticks are 11 µM apart.
Gram-stained.
Photograph by Bob Blaylock.
Classification
Higher order taxa
Bacteria (Domain); Firmicutes (Phylum); Bacilli (Class); Lactobacillales (Order); Lactobacillaceae (Rodina)
Druhy
NCBI: Taxonomie,
Lactobacillus delbrueckii
subspecies: bulgaricus, lactis, delbrueckii, and indicus
Popis a význam
Lactobacillus nás delbrueckii je tyčinkovitého tvaru, gram pozitivní, non-pohyblivé bakterie. Společná pro tento druh je jeho schopnost fermentovat cukrové substráty na produkty kyseliny mléčné za anaerobních podmínek. L.delbrueckii se obecně vyskytuje v mléčných výrobcích, jako je jogurt, mléko a sýr, s výjimkou l. delbrueckii subsp. delbruecki, které jsou umístěny v rostlinných zdrojů (3). Dosud jsou známy čtyři poddruhy diferencované podle metabolitů a vnitřní genetiky. Poslední přijatý poddruh, L. delbrueckii subsp. indicus byl izolován z indické mlékárny (1). Naproti tomu Dr. Stamen Grigorov izoloval l. delbrueckii subsp. bulgaricus ze vzorku jogurtu v roce 1905.
vlastnosti, které definují L. delbrueckii jako homofermentivní bakterie mléčného kvašení (LAB), nejsou omezeny jeho metabolickým konečným produktem d-laktát a L-laktát. L. delbrueckii subsp. bulgaricus je prokázáno, že mají probiotické účinky na člověka a zvířata, které patří lepší tolerance laktózy a jeho schopnost stimulovat imunitní odpovědi (4, 5, 7). Posledních debat proti této informace zpochybnil schopnost druhé přežít v nízké kyselé prostředí a žaludečních šťáv lidského gastrointestinálního traktu. Fosfopolysacharid produkovaný L. delbrueckii subsp. bulgaricus má schopnost zvýšit fagocytózu makrofágů u myší (4).
struktura genomu
Kruhový genom Lactobacillus delbrueckii subsp. bugaricus ATCC 11842 byl dokončen v květnu 2006. Skládá se z 1,864,998 nukleotidů, má neobvykle vysoké G-C obsah (49%) ve srovnání s jinými druhy rodu Lactobacillus, do které patří. Z 2,217 genů přítomných 1,562 kód pro bílkoviny a 533 jako pseudo geny (10). Genomické rysy, jako jsou tyto, stejně jako vzory sekvencí vložení svědčí o jeho adaptaci v mlékárenském průmyslu a podporují teorii rychlé evoluční fáze (11).
1,562 geny, které kód pro bílkoviny prtB a lac operon jsou důležité pro homofermentative vlastnosti L. delbrueckii. V Lac operonu jsou Lacs, lacZ a lacR geny, které kódují příjem a rozklad laktózy.(3) Gen lacS kóduje permeázu laktózy zodpovědnou za schopnost transportovat laktózu přes membránu. Důležitý enzym B-galaktosidáza nezbytný pro metabolismus laktózy je kódován v genu lacZ. Za lacZ je regulační Gen lacR.
buněčná struktura a metabolismus
jako grampozitivní bakterie L. delbrueckii si zachovává svou fialovou skvrnu pod Gramovým testem. Unikátní pro mikroby tohoto typu je tlustá buněčná stěna a buněčná membrána. Absence vnější membrány, která funguje jako další bariéra, by mohla být důvodem její citlivosti na útoky bakteriofágů (2).
proteázy kódované genem prtB se nacházejí ukotvené podél buněčné stěny l. delbrueckii subsp. bulgaricus a lactis ; a s největší pravděpodobností v subsp. indicus. Schopnost poddruh‘ růst v mléčných je vůči enzymatické aktivity v kaseinu členění odhalit esenciální aminokyseliny, kromě toho, aby konstitutivní nebo indukovatelné exprese lacZ genu. (8,4)
významný pro čtyři poddruhy l. delbrueckii je počet a typy substrátů, které může metabolizovat. Jak bylo uvedeno, tyto vlastnosti jsou omezeny na expresi enzymu v jeho genomu. L. delbrueckii subsp. bulgaricus a subsp. indicus může metabolizovat laktózu, glukózu, fruktózu a manózu. Kromě toho l. delbrueckii subsp. lactis katabolizuje galaktózu, sacharózu, maltózu, trehalózu a další modifikované sacharidy.(4)
Ekologie
Jako obyvatel fermentovaných mléčných výrobků a výrobců mléčného kvašení Lactobacillus delbrueckii, s výjimkou L. subsp. delbrueckii, je příčinou jeho nízké kyselé prostředí. Nutriční požadavky jsou přizpůsobeny prostředí bakterie; jako takové zahrnují, ale nejsou omezeny na aminokyseliny, vitamíny, uhlohydráty a nenasycené mastné kyseliny (9). L. delbrueckii má optimální růstovou teplotu 40-44 °C za anaerobních podmínek (3). Konkrétně l.subsp. bulgaricus má symbiotický vztah se Streptococcus thermophilus, protože koexistuje v kulturách počátečních bakterií mléčného kvašení.
patologie
Lactobacillus delbrueckii je nepatogenní. Ve skutečnosti je široce používán v potravinářském průmyslu a lze jej nalézt v jogurtech, mlékách, zelenině a sýrech.
aplikace na biotechnologie
čtyř dosud známých poddruhů l. delbrueckii subsp. bulgaricus a subsp. lactis jsou pro mlékárenský průmysl nejdůležitější, jako startovací kultury pro výrobu fermentovaného mléka, jogurt, a sýr. Ekonomické ztráty by byly významné, pokud by fermentační proces široce používaného Lactobacillus delbrueckii subsp. bulgaricus a subsp. lactis byl bráněn. Mlékárenský průmysl tedy musí být schopen detekovat bakteriofágy a přizpůsobit výrobní podmínky tak, aby byla zajištěna vysoká kvalita pro bezpečnost a trvanlivost (2). Vzhledem k symbiotickému vztahu l.delbrueckii subsp. bulgaricus se Streptococcus thermophilus byl zkoumán současně.
Současný Výzkum
Specifické kmeny Laktobacilů bylo prokázáno, že mají mitogenní účinky a podporu sleziny buněčné proliferace. Tepelně ošetřené YS kmenů L. delbrueckii poddruh bulgaricus a L. acidophilus přímo vyvolané generace IgM a IgG u myší spenocytes a byla závislá na bakterie koncentrace v kontrastu k ATCC kmenů. První z nich byl nejúčinnější v množstvích 5×106 a 2 × 107 laktobacilů ml–1. Koncentrace protilátek byly stanoveny pomocí ELISA a Fisherova testu. Kromě toho kmeny YS a ATCC obou druhů laktobacilů indukovaly proliferaci lymfocytů. L. delbrueckii subsp. bylo prokázáno, že přípravek bulgaricus aktivuje polyklonální B-buňky indikované udržováním vysokých hladin protilátek po odstranění protilátek proti laktobacilům. (13)
studie navrhla praktické použití multiplexní PCR k detekci bakteriofágů v jakékoli fázi výroby. Metoda se ukázala jako jednoduchá a rychlá, po celou dobu zaručovala minimální požadavky na kvalitu výrobků. Ačkoli výsledky ukázaly nízké množství L. delbrueckii fágy v použitých vzorcích bylo zjištěno relativně vyšší množství fágů s.thermophilus. Tyto výsledky jsou důsledkem rostoucího podílu s. thermophilus používaného ve startovacích kulturách. (2)
Lactobacillus delbrueckii obecně nelze nalézt mimo startovací kultury v mlékárenském průmyslu. Přírodní prostředí, ze kterého pochází, není jisté. Nedávná studie uváděla izolaci a charakterizaci l.delbrueckii subsp. bulgaricus spolu se svým symbiontem Streptococcus thermophilus z rostlin v Bulharsku na základě tradiční přípravy jogurtu. Šest set šedesát pět vzorků rostlin, s cílovou rostlinou Cornus mas byly odebrány ze čtyř míst mimo lidské obydlí. Identifikace l.subsp. bulgaricus byl stanoven pomocí fenotypové analýzy, pulsní polní gelové elektroforézy (PFGE) a PCR metod. Kultury vzorků, které rostly při teplotě 45°C byla tyč ve tvaru, vyrobené D-laktát, generované DNA fragment 1065 párů bází s primery LB1/LLB1, a ukázal proteolytické aktivity. Z 665 vzorků rostlin L. delbrueckii subsp. bulgaricus a nebo s. thermophilus byly izolovány, většina z nich pocházela z Blagoevgradu, Bulharsko. (12)
1)F., Felis, Giovanna e., Castioni, a., Torriani, s., and Germond, J. „Lactobacillus delbrueckii subsp. indicus subsp. Novum., izolovaný z indických mléčných výrobků“. 2005. Mezinárodní žurnál systematické a evoluční mikrobiologie. Svazek 55. s. 401-404.
2)
3)J., Lapierre, L., Delley, M., Mollet, B., Felis, G., a Dellaglio, F., „Vývoj Bakteriální Speies Lactobacillus delbrueckii: Částečná genomická studie s úvahami o konceptu prokaryotických druhů“. Molekulární biologie a evoluce. 2003. Svazek 20. s. 93-104.
4)
5) m., Callegari, m., Ferrari, s., Bessi, e., Cattibelli, D., Soldi, s., Morelli, L., Feuillerat, N. A Antoine, J. „přežití jogurtových bakterií v lidském střevě“. Aplikovaná Mikrobiologie Životního Prostředí. 2006. Svazek 72. s. 5113-5117.
6)
7) s., Drescher, K., and Heller, k. “ přežití Lactobacillus delbrueckii subsp. bulgaricus a Streptococcus thermophilus v terminálním ileu Píštělých Miniprasat Gottingen. Aplikovaná a environmentální mikrobiologie. 2001. Svazek 67. s. 4137-4143.
8) C., D. Atlan, B. Blanc, R. Portailer, J. E. Germond, L. Lapierre, and B. Mollet. 1996. „Nová proteináza buněčného povrchu: sekvenování a analýza genu prtB z Lactobacillus delbruekii subsp. bulgaricus“. Žurnál Bakteriologie. 1996. Svazek 178. s. 3059-3065.
9)
10) Centrum pro biotechnologické informace (NCBI) genom. Lactobacillus delbrueckii subsp. 11842, kompletní genom.
11) de Guchte, m., Penaud, s., Grimaldi, C., Barbe, v., Bryson, K. a další. „Kompletní genomová sekvence Lactobacillus bulgaricus odhaluje rozsáhlou a pokračující redukční evoluci“. PNAS. 2006. Svazek 103. p. 9274-9279
12)m., Minkova, s., Kimura, k., Sasaki, T., and Isawa, k. „izolace a charakterizace Lactobacillus delbrueckii ssp. bulgaricus a Streptococcus thermophilus z rostlin v Bulharsku“. FEMS mikrobiologické dopisy. 2007. Svazek 269. s. 160-169.
13)
Editoval Maryruth Penetrante student Rachel Larsen
Editoval KLB