İçeriğe atla

Naylonla beslenen bakteri

Paenarthrobacter ureafaciens
Biyolojik sınıflandırma Bu sınıflandırmayı düzenle
Üst âlem:Bacteria
Şube:Actinobacteria
Takım:Actinomycetales
Familya:Micrococcaceae
Cins:Paenarthrobacter
Busse 2016[1]
Tür: P. ureafaciens
İkili adlandırma
Paenarthrobacter ureafaciens
Busse 2016[1]
Suş
  • P. ureafaciens KI72

Naylonla beslenen bakteri (Paenarthrobacter ureafaciens KI72), bazı naylon yan ürünlerini sindirebilen bir Paenarthrobacter ureafaciens suşudur.[2] Naylonu sindirebilmek için naylonaz olarak bilinen bir grup enzimi kullanır.[3]

Keşif ve isimlendirme

1975'te bir grup Japon biliminsanı, bir naylon fabrikasındaki atık su havuzlarında, naylon ürünlerine ait 6-aminohexanoate gibi bazı yan ürünleri sindirebilen bir bakteri suşu keşfettiler. Bu suşu ilk başta Achromobacter guttatus olarak isimlendirdiler.[4]

Bakteri 1980'de Flavobacterium cinsine taşındı.[5] 2017'de genomun çözümlenmesiyle birlikte Arthrobacter cinsine ait olduğu belirtildi.[6] 2016'da yılında ise yeniden sınıflandırılarak, Paenarthrobacter ureafaciens ismini almıştır[1] ve Genom Taksonomi Veritabanı'nda P. ureafaciens suşu olarak yer almaktadır.[7]

Enzimler

1977 yılındaki çalışmalar, bakterinin naylon yan ürünlerini sindirmek için kullandığı enzimlerden üçünün, herhangi bir bakteri tarafından üretilen tüm diğer enzim türlerinden farklı olduğunu ve bu enzimlerin insan yapımı naylon yan irinlerinden başka hiçbir madde üzerinde etkisi olmadığını göstermiştir.[8]

Bakterinin sahip olduğu 3 enzim:

  • 6-aminohekzanoat-siklik-dimer hidrolaz]] (EI, NylA, P13398)
  • 6-aminohekzanoat-dimer hidrolaz]] (EII, NylB, P07061)
  • 6-aminohekzanoat-oligomer endohidrolaz]] (EIII, NylC, Q57326)

Her üç enzim de pOAD2 olarak adlandırılan bir plazmid tarafından kodlanmaktadır.[9] Bu plazmid E. coli ye transfer edilebilmiştir.[10]

Bulgular genetikçi Susumu Ohno'yu enzimlerden birinin, 6-aminohekzanoik asit hidrolazın, gendeki bir çerçeve kayması mutasyonu ve bir duplikasyonun kombinasyonu sonucu oluştuğunu düşünmeye itti. Japonya'daki Hyogo Üniversitesi'nden Seiji Negoro'nun önderliğindeki bir takımın çalışmaları, 6-aminohekzanoik asit hidrolazın evriminde çerçeve kayması mutasyonunun etkili olmadığını gösterdi. Ama başka birçok duplikasyon ve çerçeve kayması mutasyonuyla oluşmuş gen bulundu. 2006 yılındaki bir çalışmada yalnızca insanda bunun 407 örneği olduğu gösterildi.

Evrimsel açıdan önemi

Naylonla beslenen bakterinin keşfi, evrim ve doğal seleksiyon açısından önem taşımaktadır. Bu bakteriler, 1930'larda naylonun keşfedilmesinden önce doğada var olmayan naylon yan ürünlerini ayrıştırabilecekleri yepyeni bir enzim grubu üretebilmektedirler.[4] Yani bir mutasyon sonucu, doğada daha önceden var olmayan bir maddeyi parçalayacak enzimler üretmişler ve bu sayede doğaya uyum sağlayarak gelişmişlerdir. Bu adaptasyonların ortaya çıkarılması, bir genoma sonradan yeni bir bilgi eklenemeyeceği ve proteinlerin mutasyon ve doğal seleksiyon yoluyla evrimleşemeyecek kadar karmaşık oldukları yönündeki varsayımları çürütücü bir bulgu olmuştur.[11]

İleri Çalışmalar

1995 tarihli bir çalışma ile biliminsanları, Pseudomonas aeruginosa'yı başka hiçbir besin maddesinin olmadığı bir ortamda tutatarak, aynı naylon yan ürünlerini parçalayabilecek şekilde evrim geçirmesi için zorlamaya çalıştılar ve P. aeruginosa NK87 suşunun, KI72 suşu ile aynı enzimleri kullanamadığını gördüler.[12]

Kaynakça

  1. ^ a b c Busse HJ. (2016). "Review of the taxonomy of the genus Arthrobacter, emendation of the genus Arthrobacter sensu lato, proposal to reclassify selected species of the genus Arthrobacter in the novel genera Glutamicibacter gen. nov., Paeniglutamicibacter gen. nov., Pseudoglutamicibacter gen. nov., Paenarthrobacter gen. nov. and Pseudarthrobacter gen. nov., and emended description of Arthrobacter roseus". Int J Syst Evol Microbiol. 66: 9-37. doi:10.1099/ijsem.0.000702. 
  2. ^ Takehara I, Fujii T, Tanimoto Y, (Ocak 2018). "Metabolic pathway of 6-aminohexanoate in the nylon oligomer-degrading bacterium Arthrobacter sp. KI72: identification of the enzymes responsible for the conversion of 6-aminohexanoate to adipate". Applied Microbiology and Biotechnology. 102 (2): 801-814. doi:10.1007/s00253-017-8657-y. PMID 29188330. 
  3. ^ Michael Le Page (Mart 2009). "Five classic examples of gene evolution". New Scientist. 13 Nisan 2016 tarihinde kaynağından arşivlendi. 
  4. ^ a b Kinoshita, S., Kageyama, S., Iba, K., Yamada, Y., Okada, H., (1975). "Utilization of a cyclic dimer and linear oligomers of e-aminocaproic acid by Achromobacter guttatus KI 72". Agricultural and Biological Chemistry. 39 (6): 1219-23. doi:10.1271/bbb1961.39.1219. ISSN 0002-1369. 
  5. ^ Negoro S, Shinagawa H, Nakata A, Kinoshita S, Hatozaki T, Okada H, (Temmuz 1980). "Plasmid control of 6-aminohexanoic acid cyclic dimer degradation enzymes of Flavobacterium sp. KI72". Journal of Bacteriology. 143 (1): 238-245. doi:10.1128/JB.143.1.238-245.1980. PMID 7400094. 
  6. ^ Takehara I, Kato DI, Takeo M, Negoro S, (27 Nisan 2017). "Draft Genome Sequence of the Nylon Oligomer-Degrading Bacterium Arthrobacter sp. Strain KI72". Genome Announcements. 5 (17). doi:10.1128/genomeA.00217-17. PMID 28450506. 
  7. ^ "GTDB - GCF_002049485.1". Genome Taxonomy Database, revision 95. 2020. 24 Haziran 2021 tarihinde kaynağından arşivlendi. 
  8. ^ S. Kinoshita, S. Negoro, M. Muramatsu, Vs. Bisaria, S. Sawada, H. Okada (1 Kasım 1977). "6-Aminohexanoic Acid Cyclic Dimer Hydrolase. A New Cyclic Amide Hydrolase Produced by Achromobacter Guttatus KI74". European Journal of Biochemistry. 80 (2): 489-495. doi:10.1111/j.1432-1033.1977.tb11904.x. PMID 923591. 
  9. ^ Negoro S, Ohki T, Shibata N ve diğerleri. (Haziran 2007). "Nylon-oligomer degrading enzyme/substrate complex: catalytic mechanism of 6-aminohexanoate-dimer hydrolase". J. Mol. Biol. 370 (1): 142-56. doi:10.1016/j.jmb.2007.04.043. PMID 17512009. 
  10. ^ Negoro S, Taniguchi T, Kanaoka M, Kimura H, Okada H (Temmuz 1983). "Plasmid-determined enzymatic degradation of nylon oligomers". J. Bacteriol. 155 (1): 22-31. doi:10.1128/JB.155.1.22-31.1983. PMC 217646 $2. PMID 6305910. 
  11. ^ Numbers Ronald L. (2006). The Creationists: From Scientific Creationism to Intelligent Design (Expanded ed., 1st Harvard University Press pbk. bas.). Cambridge, Massachusetts: Harvard University Press. ISBN 978-0-674-02339-0. LCCN 2006043675. OCLC 69734583. 24 Haziran 2021 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 24 Haziran 2021. 
  12. ^ Prijambada ID, Negoro S, Yomo T, Urabe I (Mayıs 1995). "Emergence of nylon oligomer degradation enzymes in Pseudomonas aeruginosa PAO through experimental evolution". Appl. Environ. Microbiol. 61 (5): 2020-2. doi:10.1128/AEM.61.5.2020-2022.1995. PMC 167468 $2. PMID 7646041. 

İlgili Araştırma Makaleleri

<span class="mw-page-title-main">Bakteri</span> mikroorganizma üst âlemi

Bakteri (İngilizce telaffuz: [bækˈtɪəriə] ( dinle); tekil isim: bacterium), tek hücreli mikroorganizma grubudur. Tipik olarak birkaç mikrometre uzunluğunda olan bakterilerin çeşitli şekilleri vardır, kimi küresel, kimi spiral şekilli, kimi çubuksu, kimi virgül şeklinde olabilir. Yeryüzündeki her ortamda bakteriler mevcuttur. Toprakta, deniz suyunda, okyanusun derinliklerinde, yer kabuğunda, deride, hayvanların bağırsaklarında, asitli sıcak su kaynaklarında, radyoaktif atıklarda büyüyebilen tipleri vardır. Tipik olarak bir gram toprakta bulunan bakteri hücrelerinin sayısı 40 milyon, bir mililitre tatlı suda ise bir milyondur; toplu olarak dünyada beş nonilyon (5×1030) bakteri bulunmaktadır, bunlar dünyadaki biyokütlenin çoğunu oluşturur. Bakteriler gıdaların geri dönüşümü için hayati bir öneme sahiptirler ve gıda döngülerindeki çoğu önemli adım, atmosferden azot fiksasyonu gibi, bakterilere bağlıdır. Ancak bu bakterilerin çoğu henüz tanımlanmamıştır ve bakteri şubelerinin sadece yaklaşık yarısı laboratuvarda kültürlenebilen türlere sahiptir. Bakterilerin araştırıldığı bilim bakteriyolojidir, bu, mikrobiyolojinin bir dalıdır.

Restriksiyon enzimi veya restriksiyon endonükleazı, çift zincirli DNA moleküllerindeki belli nükleotit dizilerini tanıyan ve her iki zinciri birlikte kesen bir enzim türüdür. Bu özel enzimler, bakteri ve arkelerde bulunurlar ve virüslere karşı bir savunma mekanizmasına aittirler. Konak bakteri hücresinde restriksiyon enzimleri seçici olarak yabancı DNA'ları keserler; konak DNA'yı restriksiyon enziminin etkinliğinden korunmak için bir değiştirme (modifikasyon) enzimi tarafından metillenir. Bu iki süreç toplu olarak restriksiyon modifikasyon sistemi olarak adlandırılır. Bir restriksiyon enzimi DNA'yı kesmek için DNA çift sarmalının her şeker-fosfat omurgasından birer kere olmak üzere iki kesme yapar.

<i>Escherichia coli</i> enterik, çubuk şeklinde, gram-negatif bakteri

Escherichia coli (E.coli), Enterobacteriaceae familyasının bir üyesi olup memeli canlıların kalın bağırsağında yaşadığı için bu adı alan bir bakteri türüdür. E.coli çubuk şeklindedir ve gram negatif bakteri olduğundan endospor oluşturmaz. E. coli yaklaşık 2,0 μm uzunluğunda ve 0,5 μm çapındadır. E.coli ilk olarak 1885 yılında Theodor Escherich tarafından bebek dışkısından izole edilmiş ve özellikleri belirlenmiştir. "E. coli, doğumdan birkaç saat sonra bebeklerin mide ve bağırsak sisteminde kolonize olur ve burada yaşar." E.coli suşları insan vücudunda herhangi bir olumsuz etki olmaksızın bir arada bulunur. Bununla birlikte, E. coli gastrointestinal bariyerleri aşınmış ve/ya da bağışıklığı baskılanmış konakçılarda hastalığa neden olabilir. Özellikle bir kısım E. coli, dünya genelinde insanlarda ve hayvanlarda bağırsakta ve bağırsak dışında çeşitli hastalıklara aracılık eder. İnsanlardan izole edilen E. coli suşları ishale ve bir takım bağırsak dışı hastalıklara neden olmaktadır.

<i>Cutibacterium acnes</i> Bakteri

Cutibacterium acnes, gram-pozitif, yavaş çoğalan, cildin normal florasında da bulunan bir bakteri türüdür. Akne oluşumunda rol oynadığı bilinmektedir.

<i>Paenarthrobacter nicotinovorans</i> Paenarthrobacter cinsine ait aerobik bir Gram-pozitif bakteri

Paenarthrobacter nicotinovorans, Paenarthrobacter cinsine ait aerobik bir Gram-pozitif bakteri türüdür. Arthrobacter oxydans 2016' dan önce Arthrobacter cinsi içinde sınıflandırılan bu tür, 2016 yılında Paenarthrobacter cinsi içinde sınıflandırılarak Paenarthrobacter nicotinovorans ismini almıştır. Bu bakteri türü atrazin, nikotin ve kreatin sindirebilme yeteneğine sahiptir ve nikotin dehidrogenaz üretir.

<i>Arthrobacter</i>

Arthrobacter, Micrococcaceae familyasına bağlı bir bakteri cinsidir. Bu cinse ait bütün türler Gram pozitif ve zorunlu aerobiktir. Logaritmik faz boyunca çubuk iken durgun fazda kokuslardır. Arthrobacter, koparıcı bölünme adında farklı bir bölünme yöntemine sahiptir. Eski haline dönmesi bakteriyel hücre duvarının yırtık noktalarının birleşmesi ile olur.

Paenarthrobacter, Aktinobakteriler sınıfından, Micrococcaceae familyasına ait bir bakteri cinsidir.

Paenarthrobacter aurescens,, Paenarthrobactercinsine ait bir bakteri türüdür. Paenarthrobacter aurescens nitrilaz ve L-N-carbamoilaz üretir. Paenarthrobacter aurescens düşük GC içeriğine sahiptir ve anethol adındaki maddeyi metabolize edebilme yeteneğine sahiptir.

Paenarthrobacter histidinolovorans,, Paenarthrobacter cinsine ait bakteri türlerinden birisidir. Topraktan izole edilmiştir. Paenarthrobacter histidinolovorans histidinol dehidrogenaz adında bir enzim üretir.

Paenarthrobacter nitroguajacolicus, Paenarthrobacter cinsine ait bir bakteri türü. Çekya'da topraktan izole edilmiştir. Arthrobacter nitroguajacolicus 4-nitroguayiyakol isimli maddeyi sindirme yeteneğine sahiptir.

Paenarthrobacter ureafaciens, Paenarthrobacter cinsine ait bir bakteri türü. Bu türün polar lipid profili hakkında bilgi mevcut değildir.

<i>Arthrobacter agilis</i>

Arthrobacter agilis, Arthrobacter cinsine bağlı fizokrotrofik bir bakteri türüdür. Anktarktik deniz buzlarında ve göl sularında bulunur. Arthrobacter agilis dimetilhekzadesilamin ve karotenoid üretir.

Paeniglutamicibacter cryotolerans, Aktinobakteriler sınıfından bir bakteri türüdür. Psikrotolerant, halotolerant, Gram-pozitif, hareketli ve fakültatif anaerobiktir. Bir basil-kok döngüsüne sahiptir.

Arthrobacter crystallopoietes, Arthrobacter cinsine bağlı bir bakteri türüdür.

Arthrobacter koreensis, Arthrobacter cinsine bağlı bir bakteri türüdür.

Ayrıca Arthrobacter chlorophenolicus olarak bilinen Pseudarthrobacter chlorophenolicus,yüksek dozlarda 4-klorofenol indirgeyebilme yeteneğine sahip olmasıyla bilinir. Bu yeteneği bu bakteri türünün biyoremediasyonda faydalı olabileceğine işaret etmektedir.

Pseudoglutamicibacter cumminsii, Gram pozitif bir bakteri türüdür.

Mycoplasma anatis, Mycoplasmataceae ailesinin üyesi olan bir bakteri türüdür.

Mycoplasma anseris, Mycoplasmataceae ailesinin üyesi olan bir bakteri türüdür.

Rhodobacter capsulatus, fotosentez yoluyla enerji elde edebilen bir grup bakteri olan mor bakteri türüdür. Adı Latince sıfat "capsulatus", kendisi türetilmiş olan Latince isim "capsula" ve eril isimler için olan Latin son eki, "-atus" üzerinden türetilmiştir.


Bu sayfa, bu Vikipedi makalesine dayanmaktadır.
Metin, CC BY-SA 4.0 lisansı altında mevcuttur; ek koşullar uygulanabilir.
Görseller, videolar ve sesler kendi lisansları altında mevcuttur.