Clostridium acetobutylicum is a chemoorganotroph. It obtains energy via substrate phosphorylation by fermentation. As with all fermentation, the substrate are organic molecules which act as the electron donor and acceptor. It follows that it is heterotrophic with its source of carbon coming from organic molecules. In particular, C. acetobutylicum requires a carbohydrate source capable of undergoing fermentation to survive (1).
In addition, C. acetobutylicum is an obligate anaerobe. It can only survive hours in an aerobic environment before undergoing sporulation as a means to survive for much longer periods of time in the aerobic environment. It displays no activity of catalase, an enzyme important for aerobic organisms in order to convert a toxic byproduct of oxygen metabolism, hydrogen peroxide, to water and oxygen (5). However, it contains many enzymes that allow it survive in microoxic environments, such as superoxide dismutase. These enzymes are upregulated in the presence of oxygen and contribute to short term cell survival in microoxic environments (6).
C. acetobutylicum is able to use a number of different fermentable carbohydrates as an energy, as well as carbon, source. The genome codes for proteins that aid in the breakdown of xylan, levan, pectin, starch, and other polysaccharides (2). Interestingly, while genes which commonly code for cellusomes, protein complexes which breakdown crystalline cellulose, are present the organism is unable to grow solely on cellulose substrates (7).
Considerable research has been invested into metabolic pathways of Clostridium acetobutylicum in order to improve industrial fermentation operations. The metabolic pathways which produce industrial useful solvents are most notable in C. acetobutylicum. The solvents acetone, acetate, butanol, butyrate, and ethanol are all derived from the common precursor, acetyl-CoA (2). In addition to these products, CO2 and H2 are produced (1).
Another notable metabolic pathway is that some Clostridia (including C. acetobutylicum) are capable of "fixing" atmospheric nitrogen. The process of nitrogen fixation reduces atmospheric N2 into ammonia which is then incorporated into molecules via biosynthesis. This was determined using a labeled form of nitrogen, 15N2. After sequencing, C. acetobutylicum ATCC 824, a series of genes very similar to the nitrogen fixing genes in C. pasteurianum were found, further confirming the bacterium's ability to utilize atmospheric nitrogen (8
Clostridium acetobutylicum เป็น chemoorganotroph . มันได้รับพลังงานผ่านสารฟอสโฟริเลชัน โดยการหมัก เป็นกับทุกชนิดพื้นผิวอินทรีย์โมเลกุลซึ่งเป็นอิเล็กตรอน และพระนาสิก . มันคือมันคือแบบที่มีแหล่งคาร์บอนที่ออกมาจากโมเลกุลอินทรีย์ โดยเฉพาะ . . .acetobutylicum ต้องการแหล่งคาร์โบไฮเดรตสามารถได้รับการหมักเพื่อความอยู่รอด ( 1 )
นอกจากนี้ ซี. acetobutylicum เป็น Obligate ลักษณะ . มันสามารถอยู่รอดในสภาพแวดล้อมที่แอโรบิกชั่วโมงก่อนการผ่าตัดการสร้างสปอร์เป็นวิธีการอยู่รอดสำหรับระยะเวลานานของเวลาในระบบแอโรบิค จะไม่มีกิจกรรม Catalase ,ไฮโดรเจนเปอร์ออกไซด์เป็นเอนไซม์ที่สำคัญสำหรับสิ่งมีชีวิตแอโรบิกเพื่อแปลงเป็นผลพลอยได้ที่เป็นพิษของการเผาผลาญออกซิเจน น้ำ และออกซิเจน ( 5 ) อย่างไรก็ตาม , มันมีเอนไซม์มากมายที่ช่วยให้มันอยู่รอดในสภาพแวดล้อมที่ microoxic เช่น Superoxide Dismutase . เอนไซม์เหล่านี้ upregulated ในการปรากฏตัวของออกซิเจนไปสู่เซลล์และการอยู่รอดในระยะสั้นในสภาพแวดล้อม microoxic ( 6 ) .
Cacetobutylicum สามารถใช้หมายเลขของคาร์โบไฮเดรตกรัมแตกต่างกันเป็นพลังงานเช่นเดียวกับคาร์บอน , แหล่งที่มา พันธุกรรมรหัสสำหรับโปรตีนที่ช่วยในการสลายไซแลน 4 , pectin , แป้ง , และ polysaccharides อื่นๆ ( 2 ) น่าสนใจ ในขณะที่ยีนซึ่งโดยทั่วไปรหัส cellusomes โปรตีนเชิงซ้อนซึ่งสลายผลึกเซลลูโลสมีอยู่สิ่งมีชีวิตไม่สามารถที่จะเติบโต แต่เพียงผู้เดียวบนเซลลูโลสพื้นผิว ( 7 ) .
วิจัยมากได้ถูกลงทุนในเส้นทางการเผาผลาญของ Clostridium acetobutylicum เพื่อปรับปรุงการดำเนินงานอุตสาหกรรมการหมัก . ในการเผาผลาญเซลล์ซึ่งผลิตตัวทำละลายที่มีประโยชน์อุตสาหกรรมจะเด่นที่สุดในซี acetobutylicum . ในสารละลายอะซิโตนบิวบิวทานอล , acetate , , ,และเอทานอลจะได้มาจากสารตั้งต้นทั่วไป อะ COA ( 2 ) นอกจากผลิตภัณฑ์เหล่านี้ , CO2 และ H2 ที่ผลิต ( 1 )
อื่นเด่นเมตาโบลิกพาทเวย์คือบาง Clostridia ( รวมทั้ง C acetobutylicum ) มีความสามารถในการ " แก้ไข " ไนโตรเจนในบรรยากาศ . กระบวนการของการตรึงไนโตรเจนช่วยลดแอมโมเนีย ซึ่งเป็น 2 บรรยากาศในนั้นรวมอยู่ในโมเลกุลที่ผ่านระดับ .นี้ถูกกำหนดโดยใช้ป้ายรูปของไนโตรเจน 15n2 . หลังจากการจัดลำดับ , C . acetobutylicum ATCC 824 , ชุดของยีนที่คล้ายกับยีนตรึงไนโตรเจนในซี pasteurianum พบเพิ่มเติม ยืนยันความสามารถในการใช้ไนโตรเจนของแบคทีเรียในบรรยากาศ ( 8
การแปล กรุณารอสักครู่..