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 (familj)
Art
NCBI: taxonomi
Lactobacillus delbrueckii
subspecies: bulgaricus, lactis, delbrueckii, and indicus
beskrivning och betydelse
Lactobacillus us delbrueckii är en stavformad, grampositiv, icke-rörlig bakterie. Gemensamt för arten är dess förmåga att jäsa sockersubstrat i mjölksyraprodukter under anaeroba förhållanden. Som sådan finns L. delbrueckii vanligtvis i mejeriprodukter som yoghurt, mjölk och ost med undantag för L. delbrueckii subsp. delbruecki som finns i vegetabiliska källor (3). Det finns fyra underarter differentierade av dess metaboliter och dess interna genetik som hittills är kända. Den senaste accepterade underarten, L. delbrueckii subsp. indicus isolerades från ett indiskt mejeri (1). Däremot isolerade Dr. Stamen Grigorov L. delbrueckii subsp. bulgaricus från ett yoghurtprov 1905.
egenskaperna som definierar L. delbrueckii som en homofermentiv mjölksyrabakterier (LAB) begränsas inte av dess metaboliska slutprodukt D-laktat och L-laktat. L. delbrueckii subsp. bulgaricus har visat sig ha probiotiska effekter på människor och djur som inkluderar förbättrad laktostolerans och dess förmåga att stimulera immunsvar (4, 5, 7). Tidigare debatter mot denna information ifrågasatte förmågan hos den senare att överleva inom låga sura miljöer och magsaften i det mänskliga mag-tarmkanalen. En fosfopolysackarid producerad av L. delbrueckii subsp. bulgaricus har förmågan att förbättra fagocytos av makrofager hos möss (4).
Genomstruktur
det cirkulära genomet av Lactobacillus delbrueckii subsp. bugaricus ATCC 11842 slutfördes i maj 2006. Består av 1 864 998 nukleotider och har ett ovanligt högt G-C-innehåll (49%) jämfört med andra arter av släktet laktobaciller som det tillhör. Av de 2 217 generna finns 1 562 kod för proteiner och 533 som pseudogener (10). Genomiska egenskaper som dessa, liksom införingssekvensmönster, är vägledande för dess anpassning i mejeriindustrin och stöder teorin om en snabb evolutionär fas (11).
av de 1 562 gener som kodar för proteiner prtB och lac operon är viktiga för homofermentativa egenskaper hos L. delbrueckii. Inom lac operon finns lacS -, lacZ-och lacR-generna som kodar för upptag och nedbrytning av laktos.(3) lacS-genen kodar för laktospermeas som är ansvarig för förmågan att transportera laktos in genom membranet. Det viktiga enzymet B-galaktosidas som är nödvändigt för laktosmetabolism kodas i lacZ-genen. Nedströms lacZ är den regulatoriska genen lacR.
cellstruktur och metabolism
som en grampositiv bakterie L. delbrueckii behåller sin lila fläck under Gram-testet. Unikt för mikrober av denna typ är en tjock cellvägg och ett cellmembran. Frånvaron av ett yttre membran som fungerar som en ytterligare barriär kan vara en orsak till dess känslighet för bakteriofagattacker (2).
proteaser kodade av prtB-genen finns förankrade längs cellväggen i L. delbrueckii subsp. bulgaricus och lactis; och troligen i subsp. indicus. Underartens förmåga att växa i mejeri beror på den enzymatiska aktiviteten vid kaseinnedbrytning för att exponera essentiella aminosyror, dessutom till konstitutivt eller inducerbart uttryck av lacZ-genen. (8,4)
betydande för de fyra L. delbrueckii-underarterna är antalet och typerna av substrat som det kan metabolisera. Såsom noterats är sådana egenskaper begränsade till enzymuttryck inom dess genom. L. delbrueckii subsp. bulgaricus och subsp. indicus kan metabolisera laktos, glukos, fruktos och mannos. Utöver dessa, L. delbrueckii subsp. lactis kataboliserar galaktos, sackaros, maltos, trehalos och andra modifierade kolhydrater.(4)
ekologi
som invånare i fermenterade mejeriprodukter och producenter av mjölksyra Lactobacillus delbrueckii, med undantag för L. subsp. delbrueckii, är orsaken till dess låga sura miljö. Näringsbehoven är anpassade till bakteriens miljö; som sådan inkluderar men är inte begränsade till aminosyror, vitaminer, kolhydrater och omättade fettsyror (9). L. delbrueckii har en optimal tillväxttemperatur på 40-44 kcal C under anaeroba förhållanden(3). Specifikt, L. subsp. bulgaricus har ett symbiotiskt förhållande med Streptococcus thermophilus eftersom det samexisterar i startmjölksyrabakteriekulturer.
patologi
Lactobacillus delbrueckii är icke-patogen. I själva verket används den ofta i livsmedelsindustrin och finns i yoghurt, mjölk, grönsaker och ostar.
tillämpning på bioteknik
av de fyra underarter som hittills är kända L. delbrueckii subsp. bulgaricus och subsp. lactis är viktigast för mejeriindustrin, som startkulturer för produktion av fermenterad mjölk, yoghurt och ost. Ekonomiska förluster skulle vara betydande om jäsningsprocessen av den allmänt använda Lactobacillus delbrueckii subsp. bulgaricus och subsp. lactis hindrades. Mjölkindustrin måste således kunna upptäcka bakteriofager och anpassa produktionsförhållandena för att säkerställa hög kvalitet för säkerhet och hållbarhet (2). På grund av det symbiotiska förhållandet mellan L. delbrueckii subsp. bulgaricus med Streptococcus thermophilus den senare har undersökts samtidigt.
aktuell forskning
specifika stammar av laktobaciller har visat sig ha mitogena effekter och stöd i mjältcellsproliferation. Värmebehandlade Ys-stammar av L. delbrueckii-underarterna bulgaricus och L. acidophilus inducerade direkt generering av IgM och IgG av murina spenocyter och var beroende av bakteriekoncentrationer i motsats till ATCC-stammar. Den förstnämnda var mest effektiv vid mängder av 5 106 och 2 107 107 1 ml laktobaciller. Antikroppskoncentrationer bestämdes med ELISA och Fishers test. Dessutom inducerade stammar YS och ATCC av båda laktobacilli-arterna lymfocytproliferation. L. delbrueckii subsp. bulgaricus visade sig aktivera polyklonala B-celler som indikeras från upprätthållandet av höga antikroppsnivåer vid avlägsnande av laktobaciller antikroppar. (13)
En studie föreslog praktisk användning av multiplex PCR för att detektera bakteriofager vid varje tillverkningsstadium. Metoden visade sig vara enkel och snabb, samtidigt garanterade minimikraven för produkterna. Även om resultaten indikerade låga mängder L. delbrueckii-Fager i de använda proverna hittades en relativt högre mängd av S. thermophilus-fager. Dessa resultat är följd av den ökande andelen S. thermophilus som används i startkulturer. (2)
Lactobacillus delbrueckii kan i allmänhet inte hittas utanför startkulturer i mejeriindustrin. Den naturliga miljön från vilken den härstammar är inte känd med säkerhet. En ny studie rapporterade isolering och karakterisering av L. delbrueckii subsp. bulgaricus tillsammans med dess symbiont Streptococcus thermophilus från växter i Bulgarien på grundval av traditionell yoghurtberedning. Sex hundra sextiofem växtprover, med målväxten Cornus mas samlades in från fyra platser borta från mänsklig bostad. Identifiering av L. subsp. bulgaricus bestämdes via fenotypanalys, Pulsfältgelelektrofores (PFGE) analys och PCR-metoder. Kulturerna prover som växte vid 45 C C var stavformade, producerade d-laktat, genererade ett DNA-fragment av 1065 baspar med primrarna LB1 / LLB1 och visade proteolytisk aktivitet. Från 665 växtprover L. delbrueckii subsp. bulgaricus och eller S. thermophilus isolerades, varav en majoritet kom från Blagoevgrad, Bulgarien. (12)
1) F., Felis, Giovanna E., Castioni, A., Torriani, S. och Germond, J. ”Lactobacillus delbrueckii subsp. indicus subsp. nov., isolerad från Indiska mejeriprodukter”. 2005. Internationell tidskrift för systematisk och evolutionär mikrobiologi. Volym 55. s. 401-404.
2)
3) J., Lapierre, L., Delley, M., Mollet, B., Felis, G. och Dellaglio, F. ” utvecklingen av bakterie Speies Lactobacillus delbrueckii: En partiell genomisk studie med reflektioner om prokaryota artbegrepp”. Molekylärbiologi och Evolution. 2003. Volym 20. s. 93-104.
4)
5) M., Callegari, M., Ferrari, S., Bessi, E., Cattibelli, D., Soldi, S., Morelli, L., Feuillt, N. och Antoine, J. ”överlevnad av Yoghurtbakterier i människans tarm”. Tillämpad Miljömikrobiologi. 2006. Volym 72. s. 5113-5117.
6)
7) S., Drescher, K. och Heller, K. ”överlevnad av Lactobacillus delbrueckii subsp. bulgaricus och Streptococcus thermophilus i Terminal Ileum av Fistulerade Gottingen Minipigs. Tillämpad och miljömässig mikrobiologi. 2001. Volym 67. s. 4137-4143.
8) C., D. Atlan, B. Blanc, R. Portailer, J. E. Germond, L. Lapierre och B. Mollet. 1996. ”Ett nytt cellytproteinas: sekvensering och analys av prtB-genen från Lactobacillus delbruekii subsp. bulgaricus”. Journal of bakteriologi. 1996. Volym 178. s. 3059-3065.
9)
10) Centrum för Bioteknikinformation (NCBI) genom. Lactobacillus delbrueckii subsp. 11842, fullständigt genom.
11) de Guchte, M., Penaud, S., Grimaldi, C., Barbe, V., Bryson, K. och andra. ”Den fullständiga genomsekvensen av Lactobacillus bulgaricus avslöjar omfattande och pågående reduktiv utveckling”. PNAS. 2006. Volym 103. s. 9274-9279
12) M., Minkova, S., Kimura, K., Sasaki, T. och Isawa, K. ”isolering och karakterisering av Lactobacillus delbrueckii ssp. bulgaricus och Streptococcus thermophilus från växter i Bulgarien”. FEMS mikrobiologi bokstäver. 2007. Volym 269. s. 160-169.
13)
redigerad av Maryruth Penetrante student av Rachel Larsen
redigerad av KLB