Aquifex
From Biospecies
Aquifex pyrophilus (platinum shadowed) Aquifex pyrophilus (freeze-etched)
- 분류
Higher order taxa: Bacteria; Aquificae; Aquificae (class); Aquificales; Aquificaceae; Aquifex
- 간단한 설명과 중요성
Aquifex pyrophilus와 Aquifex aeolicus와 같은 Aquifex 속의 고호열성 세균은 수소, 산소, 이산화탄소, 무기질염이 존재하는 보통 95℃에서 최적으로 성장한다. 이것은 가장 빠른 diverging 세균 중의 하나로서 16S ribosomal RNA 염기서열화와 계통발생학적 분석에 기초하여 알려졌다. 이 미생물이 생산하는 대부분의 효소의 대부분은 그들의 열안전성 때문에 연구되고 있다.
- 유전자구조
이 세균이 아무리 극한온도에서 살아갈 수 있다 할지라도, 밝혀진 바에 의하면 유전체 내에 오직 소수의 열에 저항을 가지는 유전자가 존재함을 알 수 있다. 길이가 1,551335bp의 유전체는 높은 정도로 packing되어 있고, 다른 것과 중첩되어 있는 유전자들을 포함하고 있다. 게다가 인트론이나 단백질을 이어맞추는 요소(protein splicing factor)들이 발견된 바가 없다. E.coli의 3분의 1크기 밖에 되지 않는 제한된 유전체의 크기 때문에 대사적 융통성(metabolic flexability)은 아마도 줄어든 것으로 생각되어진다. A. aeolicus 유전체의 염기 서열 반복 정도는 4.83으로 밝혀졌다. Aquifex 유전체를 다른 생물과 비교해 보았을 때, 이들이 가진 유전자의 16% 정도가 고세균으로부터 기원했음을 알 수 있다.
- 세포 구조와 대사
Aquifex pyrophilus (ultrathin section)
Aquifex는 포자를 형성하지 않고, 그람 음성 세균이며, 일반적으로 막대 모양의 형태를 가진다. 이들은 길이는 약 2~6㎛이고, 직경은 0.4~0.5㎛이다. 이들은 독립영양생물(autotroh)로서, 필요한 탄소원을 얻기 위해 환경으로부터 이산화탄소를 고정시킨다. 또한 화학무기영양생물(chemolithotroph)로서, 무기화학원으로부터 생합성에 필요한 에너지를 얻는다. 유기호흡을 하기 위해 이들 세균이 사용하는 효소는 다른 호기성 세균으로부터 발견된 효소와 유사하다.A. aeolicus 는 수소 가스를 산화시키 위한 전자수용체로서 공기중에 있는 산소를 요구한다.
2 H2 + O2 → 2 H2O
물 생산자를 뜻하는 Aquifex라는 이름은 이 반응의 최종산물이 물이기 때문에 얻어진 것이다. 그렇다 할지라도, 대부분의 Aquificale들은 티오황산염이나 황을 에너지원으로 사용하고, 물 대신 황산과 황화수소를 생산한다. 또한 대부분의 Aquifcale들이 엄격한 호기성이라 할지라도, A. pyrophilus는 산소 대신 질소를 환원함으로써 혐기적으로 살아갈 수 있다.(물 대신 질소를 최종 산물로 형성) 근의 한 연구는 N-메틸화되지 않은 APT 지질은 Aquifex 내에서 일반적인 인지질 headgroup으로 관찰되어질 수 있다고 밝혔다.
Aquifex내에서 발견된 Non-N-methylated APT 지질
- 생태
초고온성 세균으로서 Aquifex aeolicus는 화산이나 온천 근처의 매우 뜨거운 온도에서 잘 자란다. 이들은 85 ℃ 근처에서 최적으로 자라지만, 95℃까지에서도 자랄 수 있다.이들은 대사 작용을 수행하기 위하여 산소를 필요로 하지만, 상대적으로 저농도의 산소 조건에서도 제대로 기능을 할 수 있다. (A. pyrophilus는 7.5 ppm의 낮은 산소 농도에서도 자란다). A. aeolicus 는 수소, 산소, 이산화탄소 그리고 무기염류를 아용해서 살아간다. Aquifex 종들은 일반적으로 100개의 개인 세포로 구성된 큰 세포 덩어리를 형성한다.
- List of species
