СЕРИНОВЫЙ ВАРИАНТ ВОССТАНОВИТЕЛЬНОГО ГЛИЦИНОВОГО ПУТИ ФИКСАЦИИ СО2 У АНАЭРОБНОГО ТЕРМОФИЛА PARVIVIRGA HYDROGENIPHILA

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Parvivirga hydrogeniphila Es71-Z0120 — термофильная бактерия, способная к анаэробному росту в диапазоне 25–70°C (оптимум 47–60°C) и pH 6.0–8.5 (оптимум 6.8–7.2) и использующая молекулярный водород или формиат в качестве доноров электронов, а Fe(III) в качестве акцептора. Геномный анализ выявил наличие генов сериновой ветви восстановительного глицинового пути при отсутствии генов глицинредуктазы. Протеомные исследования продемонстрировали повышенную экспрессию других ключевых ферментов этого пути: формиатдегидрогеназы, метилтетрагидрофолат циклогидролазы, системы расщепления глицина и серингидроксиметилтрансферазы. Скорость автотрофной фиксации углерода составила 0.357 фмоль C/кл. день, что сопоставимо с показателями известных автотрофных микроорганизмов. Полученные результаты указывают на функционирование у P. hydrogeniphila автотрофной ассимиляции CO2, причем наиболее вероятным является сериновый вариант восстановительного глицинового пути. Результаты исследования вносят вклад в понимание метаболического разнообразия анаэробных микроорганизмов и расширяют знания о распространении различных механизмов фиксации углерода у микроорганизмов, принадлежащих к новым филогенетическим группам.

Об авторах

Н. А. Черных

Институт микробиологии им. С.Н. Виноградского, ФИЦ Биотехнологии РАН

Email: chernyh3@yandex.com
Москва, Россия

И. И. Русанов

Институт микробиологии им. С.Н. Виноградского, ФИЦ Биотехнологии РАН

Москва, Россия

В. А. Пихтерева

Институт микробиологии им. С.Н. Виноградского, ФИЦ Биотехнологии РАН

Москва, Россия

Список литературы

  1. Aziz R.K., Bartels D., Best A.A., DeJongh M., Disz T., Edwards R.A., Formsma K., Gerdes S., Glass E.M., Kubal M. The RAST Server: Rapid Annotations using Subsystems Technology // BMC Genomics. 2008. V. 9. Art. 75. https://doi.org/10.1186/1471-2164-9-75
  2. Berg I.A. Ecological aspects of the distribution of different autotrophic CO2 fixation pathways // Appl. Environ. Microbiol. 2011. V. 77. P. 1925–1936. https://doi.org/10.1128/aem.02473-10
  3. Bruinsma L., Wenk S., Claassens N.J., Martins Dos Santos V.A.P. Paving the way for synthetic C1-metabolism in Pseudomonas putida through the reductive glycine pathway // Metab. Eng. 2023. V. 76. P. 215–224. https://doi.org/10.1016/j.ymben.2023.02.004
  4. Claassens N.J., Satanowski A., Bysani V.R., Dronsella B., Orsi E., Rainaldi V., Yilmaz S., Wenk S., Lindner S.N. Engineering the reductive glycine pathway: a promising synthetic metabolism approach for C1-assimilation // Adv. Biochem. Eng. Biotechnol. 2022. V. 180. P. 299–350. https://doi.org/10.1007/10_2021_181
  5. Cox J., Neuhauser N., Michalski A., Scheltema R.A., Olsen J.V., Mann M. Andromeda: a peptide search engine integrated into the MaxQuant environment // J. Proteome Res. 2011. V. 10. P. 1794–1805. https://doi.org/10.1021/pr101065j
  6. Kevbrin V.V., Zavarzin G.A. The influence of sulfur compounds on the growth of halophilic homoacetic bacterium Acetohalobium arabaticum // Microbiology (Moscow). 1992. V. 61. P. 563–571.
  7. Khomyakova M.A., Zavarzina D.G., Merkel A.Y., Klyukina A.A., Pikhtereva V.A., Gavrilov S.N., Slobodkin A.I. The first cultivated representatives of the actinobacterial lineage OPB41 isolated from subsurface environments constitute a novel order Anaerosomatales // Front. Microbiol. 2022. V. 13. Art. 1047580. https://doi.org/10.3389/fmicb.2022.1047580
  8. Kulak N.A., Pichler G., Paron I., Nagaraj N., Mann M. Minimal, encapsulated proteomic-sample processing applied to copy-number estimation in eukaryotic cells // Nat. Methods. 2014. V. 11. P. 319–324. https://doi.org/10.1038/nmeth.2834
  9. Mall A., Sobotta J., Huber C., Tschirner C., Kowarschik S., Bačnik K., Mergelsberg M., Boll M., Hügler M., Eisenreich W., Berg I.A. Reversibility of citrate synthase allows autotrophic growth of a thermophilic bacterium // Science. 2018. V. 359. P. 563–567. https://doi.org/10.1126/science. aao2410
  10. Sánchez-Andrea I., Guedes I.A., Hornung B., Boeren S., Lawson C.E., Sousa D.Z., Bar-Even A., Claassens N.J., Stams A.J.M. The reductive glycine pathway allows autotrophic growth of Desulfovibrio desulfuricans // Nat. Commun. 2020. V. 11. Art. 5090. https://doi.org/10.1038/s41467-020-18906-7
  11. Sorokin D.Y., Messina E., La Cono V., Ferrer M., Ciordia S., Mena M.C., Toshchakov S.V., Golyshin P.N., Yakimov M.M. Sulfur respiration in a group of facultatively anaerobic natronoarchaea ubiquitous in hypersaline soda lakes // Front. Microbiol. 2018. V. 9. Art. 2359. https://doi.org/10.3389/fmicb.2018.02359
  12. Tyanova S., Temu T., Cox J. The MaxQuant computational platform for mass spectrometry-based shotgun proteomics // Nat. Protoc. 2016. V. 11. P. 2301–2319. https://doi.org/10.1038/nprot.2016.136
  13. Wolin E.A., Wolin M.J., Wolfe R.S. Methane formation by bacterial extracts // J. Biol. Chem. 1963. V. 238. P. 2882–2888.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать

© Российская академия наук, 2025

Согласие на обработку персональных данных

 

Используя сайт https://journals.rcsi.science, я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных») даю согласие на обработку персональных данных на этом сайте (текст Согласия) и на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика» (текст Согласия).