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)
specie
NCBI: taxonomie
Lactobacillus delbrueckii
subspecies: bulgaricus, lactis, delbrueckii, and indicus
descriere și semnificație
Lactobacillus us delbrueckii este o bacterie în formă de tijă, gram pozitivă, non-motilă. Comună speciei este capacitatea sa de a fermenta substraturile de zahăr în produse de acid lactic în condiții anaerobe. Ca atare, L. delbrueckii se găsesc în general în produsele lactate precum iaurtul, laptele și brânza, cu excepția L. delbrueckii subsp. delbruecki care locuiesc în surse vegetale (3). Există patru subspecii diferențiate de metaboliții săi și de genetica sa internă cunoscută până în prezent. Cea mai recentă subspecie acceptată, L. delbrueckii subsp. indicus a fost izolat dintr-o lactată indiană (1). În schimb, Dr. Stamen Grigorov a izolat L. delbrueckii subsp. bulgaricus dintr-o probă de iaurt în 1905.
proprietățile care definesc L. delbrueckii ca o bacterie homofermentivă a acidului lactic (LAB) nu sunt limitate de produsul său final metabolic d-lactat și L-lactat. L. delbrueckii subsp. bulgaricus s-a dovedit a avea efecte probiotice asupra oamenilor și animalelor, care includ o toleranță îmbunătățită la lactoză și capacitatea sa de a stimula răspunsurile imune (4, 5, 7). Dezbaterile anterioare împotriva acestor informații au pus la îndoială capacitatea acestora din urmă de a supraviețui în medii cu aciditate scăzută și sucurile gastrice ale tractului gastro-intestinal uman. O fosfopolizaharidă produsă de L. delbrueckii subsp. bulgaricus are capacitatea de a spori fagocitoza macrofagelor la șoareci (4).
structura genomului
genomul circular al Lactobacillus delbrueckii subsp. bugaricus ATCC 11842 a fost finalizat în mai 2006. Compus din 1.864.998 nucleotide, are un conținut neobișnuit de ridicat de G-C (49%) în comparație cu alte specii din genul lactobacili din care face parte. Dintre cele 2.217 gene prezente 1.562 cod pentru proteine și 533 ca pseudo gene (10). Caracteristicile genomice precum acestea, precum și modelele secvenței de inserție sunt indicative ale adaptării sale în industria produselor lactate și susțin teoria unei faze evolutive rapide (11).dintre cele 1.562 de gene care codifică proteinele prtB și operonul lac sunt importante pentru proprietățile homofermentative ale L. delbrueckii. În operonul lac se află genele lacS, lacZ și lacR care codifică absorbția și descompunerea lactozei.(3) codurile de gena lacS pentru lactoză permease responsabil pentru capacitatea de a transporta lactoza prin membrana. Enzima importantă B-galactozidază necesară pentru metabolismul lactozei este codificată în gena lacZ. În aval de lacZ se află gena reglatoare lacR.
structura celulară și metabolismul
ca bacterie gram pozitivă L. delbrueckii își păstrează pata purpurie sub testul Gram. Unic pentru microbii de acest tip este un perete celular gros și o membrană celulară. Absența unei membrane exterioare care funcționează ca o barieră suplimentară ar putea fi un motiv pentru sensibilitatea sa la atacurile bacteriofagilor (2).proteazele codificate de gena prtB se găsesc ancorate de-a lungul peretelui celular al L. delbrueckii subsp. bulgaricus și lactis ; și cel mai probabil în subsp. indicus. Capacitatea subspeciei de a crește în lactate se datorează activității enzimatice în descompunerea cazeinei pentru a expune aminoacizii esențiali, în plus, la expresia constitutivă sau inductibilă a genei lacZ. (8,4)
semnificative pentru cele patru subspecii L. delbrueckii sunt numărul și tipurile de substraturi pe care le poate metaboliza. După cum sa menționat, astfel de proprietăți sunt limitate la expresia enzimei din genomul său. L. delbrueckii subsp. bulgaricus și subsp. indicus poate metaboliza lactoza, glucoza, fructoza și manoza. Pe lângă acestea, L. delbrueckii subsp. lactis catabolizează galactoza, zaharoza, maltoza, trehaloza și alți carbohidrați modificați.(4)
Ecologie
ca locuitor al produselor lactate fermentate și producător de Lactobacillus delbrueckii cu acid lactic, cu excepția L. subsp. delbrueckii, este cauza mediului său scăzut acid. Cerințele nutriționale sunt adaptate mediului bacteriei; ca atare, include, dar nu se limitează la aminoacizi, vitamine, carbohidrați și acizi grași nesaturați (9). L. delbrueckii are o temperatură optimă de creștere de 40-44 C în condiții anaerobe(3). Mai exact, L. subsp. bulgaricus are o relație simbiotică cu Streptococcus thermophilus, deoarece coexistă în culturile de bacterii lactice inițiale.
patologia
Lactobacillus delbrueckii este nepatogenă. De fapt, este utilizat pe scară largă în industria alimentară și poate fi găsit în iaurturi, lapte, legume și brânzeturi.
aplicarea la biotehnologie
a celor patru subspecii cunoscute până în prezent L. delbrueckii subsp. bulgaricus și subsp. lactis sunt cele mai importante pentru industria lactatelor, ca culturi inițiale pentru producția de lapte fermentat, iaurt și brânză. Pierderile economice ar fi semnificative dacă procesul de fermentare a Lactobacillus delbrueckii subsp utilizat pe scară largă. bulgaricus și subsp. lactis au fost împiedicate. Astfel, industria produselor lactate trebuie să fie capabilă să detecteze bacteriofagii și să ajusteze condițiile de producție pentru a asigura o înaltă calitate pentru siguranță și termen de valabilitate (2). Datorită relației simbiotice a lui L. delbrueckii subsp. bulgaricus cu Streptococcus thermophilus acesta din urmă a fost examinat simultan.
cercetările actuale
s-a demonstrat că tulpinile specifice de lactobacili au efecte mitogene și ajută la proliferarea celulelor splinei. Tulpinile YS tratate termic ale subspeciei L. delbrueckii bulgaricus și L. acidophilus au indus direct generarea de IgM și IgG de către spenocitele murine și au fost dependente de concentrațiile de bacterii în contrast cu tulpinile ATCC. Cea dintâi a fost cea mai eficientă la cantități de 5 int 106 și 2 Int 107 lactobacili ml–1. Concentrațiile de anticorpi au fost determinate cu testul ELISA și Fisher. În plus, tulpinile YS și ATCC ale ambelor specii de lactobacili au indus proliferarea limfocitelor. L. delbrueckii subsp. s-a demonstrat că bulgaricus activează celulele B policlonale indicate prin menținerea unor niveluri ridicate de anticorpi la îndepărtarea anticorpilor lactobacili. (13)
un studiu a sugerat utilizarea practică a multiplex PCR pentru a detecta bacteriofagi în orice stadiu de fabricație. Metoda s-a dovedit a fi simplă și rapidă, garantând în același timp cerințele minime de calitate ale produselor. Deși rezultatele au indicat cantități mici de L. fagi delbrueckii în probele utilizate, s-a constatat o cantitate relativ mai mare de fagi S. thermophilus. Aceste rezultate sunt rezultatul creșterii proporției de S. thermophilus utilizat în culturile inițiale. (2)
Lactobacillus delbrueckii, în general, nu pot fi găsite în afara culturilor starter în industria produselor lactate. Mediul natural din care provine nu este cunoscut cu siguranță. Un studiu recent a raportat izolarea și caracterizarea L. delbrueckii subsp. bulgaricus împreună cu simbiontul său Streptococcus thermophilus din plante din Bulgaria pe baza preparării tradiționale a iaurtului. Șase sute șaizeci și cinci de probe de plante, cu planta țintă Cornus mas au fost colectate din patru situri departe de locuința umană. Identificarea L. subsp. bulgaricus a fost determinat prin analiza fenotipului, electroforeza în gel de câmp puls (PFGE) și metode PCR. Probele de culturi care au crescut la 45 de centimetrii C au fost în formă de tijă, au produs D-lactat, au generat un fragment de ADN de 1065 perechi de baze cu primerii LB1/LLB1 și au prezentat activitate proteolitică. Din cele 665 de probe de plante L. delbrueckii subsp. bulgaricus și or S. thermophilus au fost izolate, majoritatea provenind din Blagoevgrad, Bulgaria. (12)
1) F., Felis, Giovanna E., Castioni, A., Torriani, S., și Germond, J. „Lactobacillus delbrueckii subsp. indicus subsp. nov., izolat de produsele lactate indiene”. 2005. Jurnalul Internațional de Microbiologie sistematică și evolutivă. Volumul 55. p. 401-404.
2)
3 )J., Lapierre, L., Delley, M., Mollet, B., Felis, G., și Dellaglio, F. ” evoluția Speies bacteriene Lactobacillus delbrueckii: Un studiu Genomic parțial cu reflecții asupra conceptului de specii procariote”. Biologie Moleculară și Evoluție. 2003. Volumul 20. p. 93-104.
4)
5) M., Callegari, M., Ferrari, S., Bessi, E., Cattibelli, D., Soldi, S., Morelli, L., Feuillerat, N., și Antoine, J. „supraviețuirea bacteriilor de iaurt în intestinul uman”. Microbiologie De Mediu Aplicată. 2006. Volumul 72. p. 5113-5117.
6)
7)S., Drescher, K. și Heller, K. ” supraviețuirea Lactobacillus delbrueckii subsp. bulgaricus și Streptococcus thermophilus în ileonul Terminal al Minipigilor Fistulați Gottingen. Microbiologie aplicată și de mediu. 2001. Volumul 67. p. 4137-4143. 8 )C., D. Atlan, B. Blanc, R. Portailer, J. E. Germond, L. Lapierre și B. Mollet. 1996. „O nouă proteinază de suprafață celulară: secvențierea și analiza genei prtB de la Lactobacillus delbruekii subsp. bulgaricus”. Jurnalul de Bacteriologie. 1996. Volumul 178. p. 3059-3065.
9)
10) Centrul pentru Biotehnologie informații (NCBI) genomului. Lactobacillus delbrueckii subsp. 11842, genom complet.
11)de Guchte, M., Penaud, S., Grimaldi, C., Barbe, V., Bryson, K., și altele. „Secvența completă a genomului Lactobacillus bulgaricus dezvăluie o evoluție reductivă extinsă și continuă”. PNA. 2006. Volumul 103. p. 9274-9279
12) M., Minkova, S., Kimura, K., Sasaki, T., și Isawa, K. ” izolarea și caracterizarea Lactobacillus delbrueckii ssp. bulgaricus și Streptococcus thermophilus din plante din Bulgaria”. Scrisori de Microbiologie FEMS. 2007. Volumul 269. p. 160-169.
13)
editat de Maryruth Penetrante student de Rachel Larsen
editat de KLB