Corynebacterium glutamicum É uma bactéria em forma de bastonete, Gram positiva, anaeróbia facultativa e presente no solo. Não é formador de esporos nem patogênico. Junto com o restante das Corynebacteriaceae e as bactérias das famílias Mycobacteriaceae e Nocardiaceae, faz parte do grupo conhecido como grupo CMN. Este grupo inclui muitas bactérias de importância médica e veterinária..
A bactéria C. glutamicum É amplamente utilizado na indústria para a produção de aminoácidos. O uso desta bactéria para produção industrial data de mais de 40 anos.
A quantidade de aminoácidos produzidos por essas bactérias, incluindo glutamato monossódico e L-lisina, atualmente ultrapassa 100 toneladas por ano.
Índice do artigo
-Corynebacterium glutamicum é uma bactéria Gram positiva não patogênica.
-Não produz esporos.
-Contém catalase.
-Ele quebra os carboidratos por meio de seu metabolismo fermentativo.
-É capaz de sintetizar aminoácidos como serina, glutamato e lisina.
As espécies C. glutamicum foi descoberto pela primeira vez no Japão e descrito por Kinoshita et al. em 1958, sob o nome de Micrococcus glutamicus. Mais tarde (1967), Abe et al. O transferiram para o gênero Corynebacterium.
Bactérias do gênero Corynebacterium eles estão taxonomicamente localizados na subordem Corynebacterineae. Esta subordem, por sua vez, pertence à ordem Actinomycetales, classe Actinobacteria.
A subordem Corynebacterineae inclui as famílias Corynebacteriaceae, Mycobacteriaceae e Nocardiaceae referidas como o grupo CMN. Corynebacterium pertence à primeira dessas famílias.
A bactéria tem a forma de bastão e as extremidades inchadas em forma de um martelo ou porrete. Ele tem um cromossomo e um plasmídeo circular. Seu genoma consiste em 3.314.179 nucleotídeos.
A parede celular é composta, entre outras substâncias, por uma camada de peptidoglicano, ácidos micólicos de cadeia curta, ácidos meso-diaminopimélicos e polímeros de arabino-galactana..
Corynebacterium glutamicum usa uma grande variedade de substratos, incluindo açúcares, ácidos orgânicos e álcoois, para seu crescimento e produção de aminoácidos.
Essa bactéria decompõe os carboidratos por meio do processo de fermentação. A produção de aminoácidos é influenciada pela fonte de carbono fornecida e por certas condições de suplementação, como limitação de biotina.
Para a obtenção dos inóculos, foram utilizados meios de cultura de complexos de triptona (YT), extrato de levedura e meio mínimo modificado de CGXII..
Para o cultivo, são recomendadas temperaturas de 30 ° C e um pH de 7,4 - 7,5. As fontes de carbono, bem como as substâncias que serão utilizadas no enriquecimento da cultura, vão depender dos resultados a serem obtidos..
Por exemplo, glicose, sulfato de amônio, sulfato de magnésio e fosfato dipotássico mostraram ter uma influência significativa na produção de succinato..
Para obter uma alta concentração de L-lisina, o meio de cultura deve ter glicose, sulfato de amônio, carbonato de cálcio, bactocasaminoácido, cloridrato de tiamina, D-biotina, dihidrogenofosfato de potássio, sulfato de magnésio heptahidratado, sulfato ferroso heptahidratado e cloreto de manganês tetrahidratado.
Embora a maioria das bactérias pertencentes à família Corynebacteriaceae sejam patogênicas, algumas delas, incluindo C. glutamicum, eles são inofensivos. Estas últimas, conhecidas como corinebactérias não diftéricas (CND), são comensais ou saprófitas que podem estar presentes em humanos, animais e no solo..
Alguns CND, como C. glutamicum Y C. feeiciens, são usados na produção de aminoácidos essenciais e vitaminas.
O genoma de C. glutamicum é relativamente estável, cresce rapidamente e não secreta protease extracelular. Além disso, não é patogênico, não forma esporos e tem requisitos de crescimento relativamente baixos..
Essas características, e o fato de produzir enzimas e outros compostos úteis, permitiram que essa bactéria fosse chamada de “burro de carga” em biotecnologia..
O primeiro produto encontrado que era conhecido por ser biossintetizado por C. glutamicum era glutamato. O glutamato é um aminoácido não essencial presente em cerca de 90% das sinapses cerebrais.
Está envolvida na transmissão de informações entre os neurônios do sistema nervoso central e na formação e recuperação da memória.
A lisina, um aminoácido essencial para o homem e que faz parte das proteínas sintetizadas pelos seres vivos, também é produzida pela C. glutamicum.
Outros aminoácidos obtidos dessa bactéria incluem treonina, isoleucina e serina. Treonina é usada principalmente para prevenir o aparecimento de herpes.
A serina ajuda na produção de anticorpos e imunoglobulinas. A isoleucina, por sua vez, está envolvida na síntese de proteínas e na produção de energia durante o exercício físico..
É a forma mais ativa da vitamina B5 (ácido pantotênico), visto que o pantotenato de cálcio é usado como suplemento nas dietas. A vitamina B5 é essencial na síntese de carboidratos, lipídios e proteínas.
Entre outros, C. glutamicum produz lactato e succinato. O Lactate tem múltiplas aplicações, como amaciante de roupas, regulador de acidez de alimentos, curtimento de couro, purgante, entre outros..
Já o succinato é utilizado na produção de lacas, corantes, perfumes, aditivos alimentares, medicamentos e na fabricação de plásticos biodegradáveis..
Por fermentar açúcares, é capaz de produzir álcoois, como etanol e isobutanol. Por este motivo existem ensaios para a síntese de etanol em culturas de C. glutamicum de resíduos da cana-de-açúcar. O objetivo desses testes é atingir a produção industrial de biocombustíveis.
O xilitol, um poliol ou álcool de açúcar, é usado como adoçante para diabéticos, pois não aumenta os níveis de açúcar no sangue.
C. glutamicum ele contém dois operons em seu genoma, chamados ars1 e ars2, que são resistentes ao arsênico. Existem estudos em andamento com o objetivo de, eventualmente, usar essa bactéria para absorver o arsênio do meio ambiente..
Além do succinato, ácido orgânico produzido naturalmente por bactérias, útil para a produção de plásticos biodegradáveis, existe outro composto possível que pode ser utilizado para esses fins..
Este composto é um poliéster denominado poli (3-hidroxibutirato) (P (3HB)). P (3HB) não é produzido naturalmente por C. glutamicum. No entanto, engenheiros genéticos têm realizado estudos para criar na bactéria, por manipulação genética, uma via biossintética que permita sua produção..
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