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 (Famille)
Espèce
NCBI:Taxonomie
Lactobacillus delbrueckii
subspecies: bulgaricus, lactis, delbrueckii, and indicus
Description et signification
Lactobacillus us delbrueckii est une bactérie non mobile à gram positif en forme de tige. Le point commun à l’espèce est sa capacité à fermenter des substrats de sucre en produits d’acide lactique dans des conditions anaérobies. En tant que tel, L. delbrueckii se trouve généralement dans les produits laitiers tels que le yogourt, le lait et le fromage à l’exception de L. delbrueckii subsp. delbruecki qui résident dans des sources végétales (3). Il existe quatre sous-espèces différenciées par ses métabolites et sa génétique interne connue à ce jour. La sous-espèce la plus récente acceptée, L. delbrueckii subsp. indicus a été isolé d’une laiterie indienne (1). En revanche, le Dr Stamen Grigorov a isolé L. delbrueckii subsp. bulgaricus d’un échantillon de yogourt en 1905.
Les propriétés qui définissent L. delbrueckii comme une bactérie lactique homofermentive (LAB) ne sont pas confinées par son produit final métabolique, le D-lactate et le L-lactate. L. delbrueckii subsp. il a été prouvé que bulgaricus a des effets probiotiques sur les humains et les animaux, notamment une meilleure tolérance au lactose et sa capacité à stimuler les réponses immunitaires (4, 5, 7). Des débats antérieurs contre cette information ont remis en question la capacité de ces derniers à survivre dans des environnements peu acides et dans les sucs gastriques du tractus gastro-intestinal humain. Un phosphopolysaccharide produit par L. delbrueckii subsp. bulgaricus a la capacité d’améliorer la phagocytose des macrophages chez la souris (4).
Structure du génome
Le génome circulaire de Lactobacillus delbrueckii subsp. bugaricus ATCC 11842 a été achevé en mai 2006. Composé de 1 864 998 nucléotides, il a une teneur en G-C inhabituellement élevée (49%) par rapport aux autres espèces du genre Lactobacilles auxquelles il appartient. Sur les 2 217 gènes, 1 562 codent pour les protéines et 533 comme pseudo-gènes (10). Des caractéristiques génomiques comme celles-ci, ainsi que des schémas de séquence d’insertion sont indicatifs de son adaptation dans l’industrie laitière et soutiennent la théorie d’une phase évolutive rapide (11).
Des 1 562 gènes codant pour les protéines prtB et l’opéron lac sont importants pour les propriétés homofermentatives de L. delbrueckii. Dans l’opéron lac se trouvent les gènes lacS, lacZ et lacR qui codent pour l’absorption et la dégradation du lactose.(3) Le gène lacS code la lactose perméase responsable de la capacité de transporter le lactose à travers la membrane. L’enzyme B-galactosidase importante nécessaire au métabolisme du lactose est codée dans le gène lacZ. En aval de lacZ se trouve le gène régulateur lacR.
Structure cellulaire et métabolisme
En tant que bactérie à gram positif, L. delbrueckii conserve sa tache violette sous le test de Gram. Une paroi cellulaire épaisse et une membrane cellulaire sont uniques aux microbes de ce type. L’absence de membrane externe qui fonctionne comme une barrière supplémentaire pourrait expliquer sa sensibilité aux attaques de bactériophages (2).
Des protéases codées par le gène prtB se trouvent ancrées le long de la paroi cellulaire de L. delbrueckii subsp. bulgaricus et lactis; et très probablement dans le subsp. indicus. La capacité de la sous-espèce à se développer dans les produits laitiers est due à l’activité enzymatique de la dégradation de la caséine pour exposer les acides aminés essentiels, en plus, à l’expression constitutive ou inductible du gène lacZ. (8,4)
Le nombre et les types de substrats qu’il peut métaboliser sont significatifs pour les quatre sous-espèces de L. delbrueckii. Comme indiqué, ces propriétés sont limitées à l’expression enzymatique dans son génome. L. delbrueckii subsp. bulgaricus et subsp. indicus peut métaboliser le lactose, le glucose, le fructose et le mannose. En plus de ceux-ci, L. delbrueckii subsp. lactis catabolise le galactose, le saccharose, le maltose, le tréhalose et d’autres glucides modifiés.(4)
Écologie
En tant qu’habitant des produits laitiers fermentés et producteurs d’acide lactique Lactobacillus delbrueckii, à l’exception de L. subsp. delbrueckii, est la cause de son environnement peu acide. Les besoins nutritionnels sont adaptés à l’environnement de la bactérie; à ce titre comprennent, sans s’y limiter, les acides aminés, les vitamines, les glucides et les acides gras insaturés (9). L. delbrueckii a une température de croissance optimale de 40-44 °C en conditions anaérobies (3). Plus précisément, L. subsp. bulgaricus a une relation symbiotique avec Streptococcus thermophilus car il coexiste dans des cultures de bactéries lactiques de démarrage.
Pathologie
Lactobacillus delbrueckii est non pathogène. En fait, il est largement utilisé dans l’industrie alimentaire et peut être trouvé dans les yaourts, les laits, les légumes et les fromages.
Application à la biotechnologie
Des quatre sous-espèces connues à ce jour L. delbrueckii subsp. bulgaricus et subsp. les lactis sont les plus importants pour l’industrie laitière, en tant que cultures de départ pour la production de lait fermenté, de yogourt et de fromage. Les pertes économiques seraient importantes si le processus de fermentation du Lactobacillus delbrueckii subsp largement utilisé. bulgaricus et subsp. les lactis étaient entravés. Ainsi, l’industrie laitière doit être capable de détecter les bactériophages et d’ajuster les conditions de production pour assurer une qualité élevée pour la sécurité et la durée de conservation (2). En raison de la relation symbiotique de L. delbrueckii subsp. bulgaricus avec Streptococcus thermophilus ce dernier a été examiné simultanément.
La recherche actuelle
Il a été démontré que des souches spécifiques de lactobacilles ont des effets mitogènes et facilitent la prolifération des cellules de la rate. Les souches YS traitées thermiquement de la sous-espèce bulgaricus de L. delbrueckii et de L. acidophilus induisaient directement la génération d’IgM et d’IgG par les spénocytes murins et dépendaient des concentrations de bactéries contrairement aux souches ATCC. Le premier était le plus efficace à des doses de 5 × 106 et 2 × 107 lactobacilles ml–1. Les concentrations d’anticorps ont été déterminées avec le test ELISA et Fisher. De plus, les souches YS et ATCC des deux espèces de Lactobacilles ont induit une prolifération lymphocytaire. L. delbrueckii subsp. il a été démontré que bulgaricus activait les cellules B polyclonales indiquées par le maintien de niveaux élevés d’anticorps lors de l’élimination des anticorps des lactobacilles. (13)
Une étude a suggéré l’utilisation pratique de la PCR multiplex pour détecter les bactériophages à n’importe quel stade de la fabrication. La méthode s’est avérée simple et rapide, tout en garantissant les exigences minimales de qualité des produits. Bien que les résultats indiquent de faibles quantités de L. phages de delbrueckii dans les échantillons utilisés, une quantité relativement plus élevée de phages de S. thermophilus a été trouvée. Ces résultats résultent de la proportion croissante de S. thermophilus utilisée dans les cultures de départ. (2)
Lactobacillus delbrueckii, généralement, ne peut pas être trouvé en dehors des cultures de démarrage dans l’industrie laitière. L’environnement naturel dont il est originaire n’est pas connu avec certitude. Une étude récente a rapporté l’isolement et la caractérisation de L. delbrueckii subsp. bulgaricus avec son symbiote Streptococcus thermophilus provenant de plantes en Bulgarie sur la base d’une préparation traditionnelle de yogourt. Six cent soixante-cinq échantillons de plantes, avec la plante cible Cornus mas, ont été prélevés sur quatre sites éloignés des habitations humaines. Identification du L. subsp. bulgaricus a été déterminé par analyse de phénotype, analyse par électrophorèse sur gel sur champ pulsé (PFGE) et méthodes de PCR. Les échantillons de cultures qui ont grandi à 45 ° C ont été en forme de bâtonnets, ont produit du D-lactate, ont généré un fragment d’ADN de 1065 paires de bases avec les amorces LB1/LLB1 et ont montré une activité protéolytique. Parmi les 665 échantillons de plantes, L. delbrueckii subsp. bulgaricus et ou S. thermophilus ont été isolés, dont une majorité provenait de Blagoevgrad, en Bulgarie. (12)
1) F., Felis, Giovanna E., Castioni, A., Torriani, S. et Germond, J. » Lactobacillus delbrueckii subsp. indicus subsp. nov., isolé des produits laitiers indiens « . 2005. Revue Internationale de Microbiologie Systématique et évolutive. Volume 55. p. 401 à 404.
2)
3) J., Lapierre, L., Delley, M., Mollet, B., Felis, G. et Dellaglio, F. » Évolution des Spies bactériennes Lactobacillus delbrueckii: Une Étude Génomique partielle avec des Réflexions sur le Concept d’Espèces Procaryotes « . Biologie moléculaire et évolution. 2003. Volume 20. p. 93 à 104.
4)
5) M., Callegari, M., Ferrari, S., Bessi, E., Cattibelli, D., Soldi, S., Morelli, L., Feuillerat, N., et Antoine, J. « Survie des bactéries du Yaourt dans l’Intestin humain ». Microbiologie Environnementale appliquée. 2006. Volume 72. p. 5113 à 5117.
6)
7) S., Drescher, K. et Heller, K. « Survie de Lactobacillus delbrueckii subsp. bulgaricus et Streptococcus thermophilus dans l’Iléon Terminal de Minipigs Gottingen fistulés. Microbiologie appliquée et environnementale. 2001. Volume 67. p. 4137 à 4143.
8) C., D. Atlan, B. Blanc, R. Portier, J. E. Germond, L. Lapierre et B. Mollet. 1996. « Une nouvelle protéinase de surface cellulaire: séquençage et analyse du gène prtB de Lactobacillus delbruekii subsp. bulgaricus ». Journal de bactériologie. 1996. Volume 178. p. 3059 à 3065.
9)
10) Centre d’Information sur la biotechnologie (NCBI) Génome. Lactobacillus delbrueckii subsp. 11842, génome complet.
11) de Guchte, M., Penaud, S., Grimaldi, C., Barbe, V., Bryson, K., et autres. « La séquence complète du génome de Lactobacillus bulgaricus révèle une évolution réductrice étendue et continue ». PNAS. 2006. Volume 103. p. 9274-9279
12) M., Minkova, S., Kimura, K., Sasaki, T. et Isawa, K. « Isolement et caractérisation de Lactobacillus delbrueckii ssp. bulgaricus et Streptococcus thermophilus de plantes en Bulgarie ». Lettres de microbiologie FEMS. 2007. Volume 269. p. 160 à 169.
13)
Édité par Maryruth Penetrante élève de Rachel Larsen
Édité par KLB