Corynebacterium glutamicum

Corynebacterium glutamicum. Source: Anthony d'Onofrio, CC par 2.0, via Wikimedia Commons

Qu'est que c'est Corynebacterium glutamicum?

Corynebacterium glutamicum C'est un bacille sous forme de bacille, positif et facultatif anaérobie et présent dans le sol. Il ne forme pas de spores et n'est pas pathogène. Avec le reste des Corynebacteriaceae et les bactéries des familles Mycobacteriacea et Nocardiaceae, il fait partie du groupe connu sous le nom de groupe CMN.

Ce groupe comprend de nombreuses bactéries d'importance médicale et vétérinaire. Les bactéries C. Glutamicum Il est largement utilisé dans l'industrie pour la production d'acides aminés. L'utilisation de cette bactérie pour la production industrielle remonte à plus de 40 ans. 

La quantité d'acides aminés produits par ces bactéries, y compris le glutamate monosodique et la L-lisin, dépasse actuellement 100 tonnes par an.

Caractéristiques générales de Corynebacterium glutamicum

- C'est une bactérie à gramme non pathogène.

- Il ne produit pas de spores.

- Il contient la catalase.

- Décompose les glucides à travers son métabolisme fermentatif.

- Il est capable de synthétiser les acides aminés tels que la sérine, le glutamate et la lysine.

Taxonomie

L'espèce C. Glutamicum Il a été découvert pour la première fois au Japon et décrit par Kinoshita et collaborateurs en 1958, sous le nom de Micrococcus glutamicus. Par la suite, en 1967, Abe et les collaborateurs l'ont déménagée dans le genre Corynebacterium.

Les bactéries du genre Corynebacterium Ils sont situés taxonomiquement dans les Corynebacterineae subordonnées. Ce sous-ordre appartient à son tour à l'ordre actinomycétal, classe actinobactérie.

Le subordonné des Corynebacterineae comprend les familles de Corynebacteriaceae, Mycobacteriacea et Nocardiaceae appelées le groupe CMN. Corynebacterium Il appartient à la première de ces familles.

Morphologie

La bactérie a la forme d'une fin gonflée ou de club. Présente un chromosome et un plasmide circulaire. Son génome se compose de 3.314.179 nucléotides.

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La paroi cellulaire est composée, entre autres substances, une couche de peptidoglucan.

Cultive

Corynebacterium glutamicum Il utilise une grande diversité de substrats, y compris les sucres, les acides biologiques et les alcools, pour sa croissance et sa production d'acides aminés.

Cette bactérie décompose les glucides à travers le processus de fermentation. La production d'acides aminés est influencée par la source de carbone donnée et par certains suppléments, tels que la limitation de la biotine.

Pour obtenir des inoculums, des moyens de culture du complexe Triptona (YT).

Pour la culture, des températures de 30 ° C et un pH de 7,4-7,5 sont recommandés. Les sources de carbone, ainsi que les substances qui vont être utilisées pour enrichir la récolte, dépendra des résultats à obtenir.

Par exemple, il a été constaté que le glucose, le sulfate d'ammonium, le sulfate de magnésium et le phosphate de dipotassium ont une influence significative sur la production de succinate.

Pour obtenir une concentration élevée de L-lisine, le milieu de culture doit avoir du glucose, du sulfate d'ammonium, du carbonate de calcium, de l'acide bacocasaminéo, du chlorhydrate de thiamine, de la d-biotine, de la dihydrogénophosphate potassium, de l'hépthydrate de sulfate de magnésium, du trépthydrate de chlorure de sulfate de manganèse et de manganèse.

Pathogène

Même lorsque la plupart des bactéries appartenant à la famille des corynebactéries sont pathogènes, certains d'entre eux, y compris C. Glutamicum, Ils sont inoffensifs. Ce dernier, connu sous le nom de corinebactéries non diphétériques (CND), sont des convives ou des saprophytes qui peuvent être présents chez l'homme, les animaux et le sol.

Un peu CND, comme C. Glutamicum et C. Rivalités, Ils sont utilisés dans la production d'acides aminés essentiels et de vitamines.

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Utilisations en biotechnologie

Le génome de C. Glutamicum Il est relativement stable, se développe rapidement et non la protéase extracellulaire secrète. En plus de cela, il n'est pas pathogène, il ne forme pas de spores et a relativement peu de besoins de croissance.

Ces caractéristiques, et le fait qu'elle produit des enzymes et d'autres composés utiles, a permis à cette bactérie d'être appelée «cheval de bataille» en biotechnologie.

Production d'acides aminés

Le premier produit a révélé qu'il avait été appris qu'il pouvait être biosynthétisé par C. Glutamicum C'était du glutamate. Le glutamate est un acide aminé non essentiel présent dans environ 90% des synapses cérébrales.

Intervient dans la transmission des informations entre les neurones du système nerveux central et dans la formation et la récupération de la mémoire.

La lysine, un acide aminé essentiel pour l'être humain et qui fait partie des protéines synthétisées par des êtres vivants, est également produit par C. Glutamicum.

Les autres acides aminés obtenus de cette bactérie comprennent la tréonine, l'isoleucine et la sérine. Treonina est principalement utilisée pour empêcher l'apparence de l'herpès.

La sérine aide à la production d'anticorps et d'immunoglobulines. L'isoleucine, quant à elle, intervient dans la synthèse des protéines et la production d'énergie pendant les exercices physiques.

Autres produits et applications

Pantotenato

C'est la forme la plus active de vitamine B5 (acide pantoténique), comme pantototénate de calcium, ils l'utilisent comme complément de régime alimentaire. La vitamine B5 est indispensable dans la synthèse des glucides, les lipides et les protéines.

Acides organiques

Entre autres, C. Glutamicum produit du lactate et du succinate. Le lactate a plusieurs applications, comme l'adoucisseur, le régulateur d'acidité alimentaire, le bronzage de la peau, le purgatif, entre autres.  

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Le succinate, quant à lui, sert à la production de laques, de colorants, de parfums, d'additifs alimentaires, de médicaments et de fabrication de plastiques biodégradables.

Alcools

Parce que les sucres fermenta, il est capable de produire des alcools, comme l'éthanol et l'isobutanol. Pour cette raison, il y a des tests de synthèse d'éthanol dans les cultures de C. Glutamicum Des déchets de la canne à sucre.

L'objectif de ces essais est d'atteindre la production industrielle de biocarburants.

Le xilitol, un polyalcohol ou un sucre d'alcool, est utilisé comme édulcorant pour les diabétiques, car il n'augmente pas la glycémie.

Biorrédiation

C. Glutamicum Il contient deux opérons dans leur génome, appelé ARS1 et ARS2, qui sont résistants à l'arsenic. Il existe des études de développement afin d'utiliser éventuellement cette bactérie pour absorber l'arsenic de l'environnement.

Plastiques biodégradables

En plus du succinate, de l'acide organique produit naturellement par des bactéries et utile pour la production de plastiques biodégradables, il existe un autre composé possible qui peut être utilisé à ces fins.

Ce composé est un polyester appelé poly (3-hydroxybutirate) (P (3HB)). P (3HB) n'est pas naturellement produit par C. Glutamicum. Cependant, les ingénieurs génétiques ont des études avancées à créer dans les bactéries, par manipulation génétique, une voie biosynthétique qui lui permet de le produire.

Les références

1. S. Abe, k.-Toi. Takayama, s. Kinoshita (1967). Études taxonomiques sur les bactéries du produit de l'acide gutamique. Le Journal of General and Applied Microbiology.
2. S. Wieschalka, b. Blombach, m. Bott, b.J. Eikmanns (2012). Production bio-basée sur des acides organiques avec Corynebacterium glutamicum. Biotechnologie.
3. Corynebacterium glutamicum. À Wikipedia. Récupéré le 25 septembre 2018 de.Wikipédia.org.
4. Corynebacterium glutamicum. En wiki microbe. Récupéré le 25 septembre 2018 de MicrobeWiki.Kenyon.Édu.