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 (Familie)
Arter
NCBI: Taksonomi
Lactobacillus delbrueckii
subspecies: bulgaricus, lactis, delbrueckii, and indicus
beskrivelse og betydning
Lactobacillus us delbrueckii er en stavformet, gram positiv, ikke-motil bakterie. Felles for arten er dens evne til å gjære sukkersubstrater i melkesyreprodukter under anaerobe forhold. Som sådan finnes L. delbrueckii vanligvis i meieriprodukter som yoghurt, melk og ost med unntak Av l. delbrueckii subsp. delbruecki som bor i vegetabilske kilder (3). Det er fire underarter differensiert av dets metabolitter og dets interne genetikk kjent til dags dato. Den siste aksepterte underarten, L. delbrueckii subsp. indicus ble isolert fra Et Indisk meieri (1). I kontrast isolerte Dr. Stamen Grigorov L. delbrueckii subsp. bulgaricus fra en yoghurtprøve i 1905.
egenskapene Som definerer L. delbrueckii som homofermentive melkesyrebakterier (LAB) er ikke begrenset av dets metabolske sluttprodukt D-laktat og L-laktat. L. delbrueckii subsp. bulgaricus har vist seg å ha probiotiske effekter på mennesker og dyr som inkluderer forbedret laktosetoleranse og evne til å stimulere immunresponser (4, 5, 7). Tidligere debatter mot denne informasjonen spurte sistnevnte evne til å overleve i lave sure miljøer og magesaftene i den menneskelige tarmkanalen. Et fosfopolysakkarid produsert Av L. delbrueckii subsp. bulgaricus har evnen til å forbedre fagocytose av makrofager hos mus (4).
Genomstruktur
det sirkulære genomet Av Lactobacillus delbrueckii subsp. bugaricus atcc 11842 ble ferdigstilt I Mai 2006. Sammensatt av 1.864.998 nukleotider, har den et uvanlig høyt Gc-innhold (49%) i forhold til andre arter av slekten Lactobacilli som den tilhører. Av de 2217 genene finnes 1562 kode for proteiner og 533 som pseudogener (10). Genomiske egenskaper som disse, samt innsettingssekvensmønstre er indikative for tilpasning i meieriindustrien og støtter teorien om en rask evolusjonær fase (11).
Av de 1562 genene som koder for proteiner prtB og lac operon er viktige For de homofermentative egenskapene Til L. delbrueckii. Innenfor lac operon er lacS, lacZ og lacR gener som koder for opptak og nedbrytning av laktose.(3) lacS-genet koder for laktosepermease som er ansvarlig for evnen til å transportere laktose inn gjennom membranen. Det viktige enzymet B-galaktosidase som er nødvendig for laktosemetabolismen, er kodet i lacZ-genet. Nedstroms for lacZ er det regulatoriske genet lacR.
Cellestruktur og metabolisme
Som en gram-positiv bakterie beholder l. delbrueckii sin lilla flekk under Gram-testen. Unikt for mikrober av denne typen er en tykk cellevegg og en cellemembran. Fraværet av en ytre membran som fungerer som en ekstra barriere kan være en årsak til følsomheten for bakteriofagangrep (2).
Proteaser kodet av prtb genet er funnet forankret langs celleveggen Av L. delbrueckii subsp. bulgaricus og lactis ; og mest sannsynlig i subsp. indicus. Evnen til underartene til å vokse i meieri skyldes den enzymatiske aktiviteten i kaseinbrudd for å eksponere essensielle aminosyrer, i tillegg til konstitutiv eller induktiv ekspresjon av lacZ-genet. (8,4)
Signifikant for de fire L. delbrueckii underartene er antall og typer substrater det kan metabolisere. Som nevnt er slike egenskaper begrenset til enzymuttrykk innenfor sitt genom. L. delbrueckii subsp. bulgaricus og subsp. indicus kan metabolisere laktose, glukose, fruktose og mannose. I tillegg Til Disse, L. delbrueckii subsp. lactis kataboliserer galaktose, sukrose, maltose, trehalose og andre modifiserte karbohydrater.(4)
Økologi
som innbygger av fermenterte meieriprodukter Og produsenter Av melkesyre Lactobacillus delbrueckii, med unntak Av l. subsp. delbrueckii, er årsaken til sitt lave sure miljø. Næringsbehovene er tilpasset bakteriens miljø; som sådan inkluderer, men er ikke begrenset til, aminosyrer, vitaminer, karbohydrater og umettede fettsyrer (9). L. delbrueckii har en optimal veksttemperatur på 40-44 °C under anaerobe forhold(3). Nærmere Bestemt l. subsp. bulgaricus har et symbiotisk forhold til Streptococcus thermophilus som det sameksisterer i starter melkesyrebakterier kulturer.
Patologi
Lactobacillus delbrueckii er ikke-patogen. Faktisk er det mye brukt i næringsmiddelindustrien og finnes i yoghurt, melker, grønnsaker og oster.
Søknad Til Bioteknologi
av de fire underartene som hittil Er kjent L. delbrueckii subsp. bulgaricus og subsp. lactis er viktigst for meieriindustrien, som startkulturer for produksjon av gjæret melk, yoghurt og ost. Økonomiske tap vil være signifikant dersom gjæringsprosessen av Den mye brukte Lactobacillus delbrueckii subsp. bulgaricus og subsp. lactis ble hindret. Dermed må meieriindustrien kunne oppdage bakteriofager og justere produksjonsbetingelser for å sikre høy kvalitet for sikkerhet og holdbarhet (2). På grunn Av det symbiotiske forholdet Til l. delbrueckii subsp. bulgaricus Med Streptococcus thermophilus sistnevnte har blitt undersøkt samtidig.
Spesifikke stammer Av Laktobaciller har vist seg å ha mitogene effekter og hjelpemiddel i miltcelleproliferasjon. Varmebehandlede ys-stammer Av l. delbrueckii-underartene bulgaricus og l. acidophilus induserte direkte generering Av IgM og IgG av murine spenocytter og var avhengig av bakteriekonsentrasjoner i motsetning til atcc-stammer. Den førstnevnte var mest effektiv ved beløp på 5×106 og 2 × 107 Lactobacilli ml–1. Antistoffkonsentrasjoner ble bestemt MED ELISA og Fishers test. I tillegg induserte stammer YS og ATCC av Begge Laktobaciller-arter lymfocyttproliferasjon. L. delbrueckii subsp. bulgaricus ble vist å aktivere polyklonale B-celler indisert ved opprettholdelse av høye antistoffnivåer ved fjerning Av Laktobasiller-antistoffer. (13)
en studie foreslo praktisk bruk av multiplex PCR for å oppdage bakteriofager på ethvert stadium av produksjon. Metoden viste seg å være enkel og rask, samtidig garantert minimum kvalitetskrav av produktene. Selv om resultatene indikerte lave mengder L. delbrueckii fager i de anvendte prøvene ble det funnet en relativt høyere mengde S. thermophilus fager. Disse resultatene er følge Av den økende andelen Av s. thermophilus brukes i startkulturer. (2)
Lactobacillus delbrueckii, generelt, kan ikke bli funnet utenfor startkulturer i meieriindustrien. Det naturlige miljøet som det stammer fra, er ikke kjent sikkert. En nylig studie rapporterte isolasjon Og karakterisering Av L. delbrueckii subsp. bulgaricus sammen med sin symbiont Streptococcus thermophilus fra planter I Bulgaria på grunnlag av tradional yoghurt forberedelse. Seks hundre sekstifem planteprøver, med målplanten Cornus mas ble samlet fra fire steder vekk fra menneskelig bolig. Identifikasjon Av l. subsp. bulgaricus ble bestemt via fenotypeanalyse, PFGE-analyse (Pulse field gel electrophoresis) og PCR-metoder. Kulturprøvene som vokste ved 45°C var stavformet, produsert D-laktat, genererte ET DNA-fragment av 1065 basepar med primerne LB1 / LLB1, og viste proteolytisk aktivitet. Fra de 665 planteprøver L. delbrueckii subsp. bulgaricus og Eller s. thermophilus ble isolert, et flertall som kom Fra Blagoevgrad, Bulgaria. (12)
1)F., Felis, Giovanna E., Castioni, A., Torriani, S., Og Germond, J. » Lactobacillus delbrueckii subsp . indicus subsp. nov., isolert Fra Indiske meieriprodukter». 2005. Internasjonalt Tidsskrift For Systematisk Og Evolusjonær Mikrobiologi. Volum 55. s. 401-404.
2)
3) J., Lapierre, l., Delley, M., Mollet, B., Felis, G. Og Dellaglio, F. » Evolusjon Av Bakterien Speies Lactobacillus delbrueckii: En Delvis Genomisk Studie Med Refleksjoner Om Prokaryote Arter Konsept». Molekylærbiologi og Evolusjon. 2003. Volum 20. s. 93-104.
4)
5) M., Callegari, m., Ferrari, S., Bessi, E., Cattibelli, D., Soldi, S., Morelli, l., Feuillerat, N., Og Antoine, J. «Overlevelse Av Yoghurtbakterier i Menneskets Tarm». Anvendt Miljømikrobiologi. 2006. Volum 72. s.5113-5117.
6)
7) S., Drescher, K., Og Heller, K. » Overlevelse Av Lactobacillus delbrueckii subsp . bulgaricus og Streptococcus thermophilus i Terminal Ileum Av Fistulated Gottingen Minipigs. Anvendt Og Miljømessig Mikrobiologi. 2001. Volum 67. s. 4137-4143.
8) C., D. Atlan, B. Blanc, R. Portailer, J. E. Germond, L. Lapierre, Og B. Mollet. 1996. «En ny celleoverflateprotein: sekvensering og analyse av prtb-genet Fra Lactobacillus delbruekii subsp. bulgaricus». Tidsskrift For Rettsvitenskap. 1996. Volum 178. s. 3059-3065.
9)
10) Senter For Bioteknologi Informasjon (NCBI) Genom. Lactobacillus delbrueckii subsp. 11842, komplett genom.
11) de Guchte, M., Penaud, S., Grimaldi, C., Barbe, V., Bryson, K., og andre. «Den komplette genomsekvensen Av Lactobacillus bulgaricus avslører omfattende og pågående reduktiv evolusjon.» PNAS. 2006. Volum 103. s.9274-9279
12)M., Minkova, S., Kimura, K., Sasaki, T., Og Isawa, K. «Isolering og karakterisering Av Lactobacillus delbrueckii ssp. bulgaricus og Streptococcus thermophilus fra planter I Bulgaria». FEMS Mikrobiologi Bokstaver. 2007. Volum 269. s. 160-169.
13)
Redigert Av Maryruth Penetrante student Av Rachel Larsen
Redigert av KLB