Corynebacterium glutamicum karakteristik, taksonomi, morfologi, kultur



Corynebacterium glutamicum adalah bakteri dalam bentuk basil, Gram positif, fakultatif anaerob dan hadir di dalam tanah. Itu tidak membentuk spora dan juga tidak bersifat patogen. Bersama dengan sisa Corynebacteriaceae dan bakteri dari keluarga Mycobacteriaceae dan Nocardiaceae, itu adalah bagian dari kelompok yang dikenal sebagai kelompok CMN. Kelompok ini mencakup banyak bakteri yang penting secara medis dan kedokteran hewan.

Bakteri C. glutamicum Ini banyak digunakan di industri untuk produksi asam amino. Penggunaan bakteri ini untuk produksi industri tanggal kembali lebih dari 40 tahun. 

Jumlah asam amino yang diproduksi oleh bakteri ini, termasuk monosodium glutamat dan L-lisin, saat ini melebihi 100 ton per tahun.

Indeks

  • 1 Karakteristik umum
  • 2 Taksonomi
  • 3 Morfologi
  • 4 Budidaya
  • 5 Patogenesis
  • 6 Penggunaan dalam bioteknologi
    • 6.1 Produksi asam amino
    • 6.2 Produk dan aplikasi lain
  • 7 Referensi

Karakteristik umum

-Corynebacterium glutamicum adalah bakteri Gram positif non-patogen.

-Tidak menghasilkan spora.

-Mengandung katalase.

-Mengurai karbohidrat melalui metabolisme fermentatifnya.

-Ia mampu mensintesis asam amino seperti serin, glutamat dan lisin.

Taksonomi

Spesies C. glutamicum Itu ditemukan untuk pertama kalinya di Jepang dan dideskripsikan oleh Kinoshita dan kolaborator pada tahun 1958, dengan nama Jepang Micrococcus glutamicus. Belakangan (1967), Abe dan kolaborator memindahkannya dalam genre Corynebacterium.

Bakteri dari genus Corynebacterium mereka secara taksonomi terletak di subordo Corynebacterineae. Subordo ini pada gilirannya milik urutan Actinomycetales, kelas Actinobacteria.

Subordo Corynebacterineae termasuk keluarga Corynebacteriaceae, Mycobacteriaceae, dan Nocardiaceae yang dinamai sebagai kelompok CMN. Corynebacterium milik keluarga pertama ini.

Morfologi

Bakteri ini berbentuk seperti batang dengan ujung bengkak dalam bentuk palu atau tongkat. Ia memiliki kromosom dan plasmidium melingkar. Genomnya terdiri dari 3.314.179 nukleotida.

Dinding sel terdiri, di antara zat-zat lain, dari lapisan peptidoglikan, asam mikolik rantai pendek, asam meso-diaminopimelic dan polimer arabino-galaktan..

Budidaya

Corynebacterium glutamicum menggunakan berbagai macam substrat, termasuk gula, asam organik dan alkohol, untuk pertumbuhannya dan produksi asam amino.

Bakteri ini memecah karbohidrat melalui proses fermentasi. Produksi asam amino dipengaruhi oleh sumber karbon yang diberikan dan oleh kondisi suplemen tertentu seperti pembatasan biotin.

Untuk mendapatkan inokula, media kultur kompleks trypton (YT), ekstrak ragi dan media CGXII yang dimodifikasi minimal digunakan..

Untuk budidaya, suhu 30 ° C dan pH 7,4 - 7,5 direkomendasikan. Sumber karbon, serta zat yang akan digunakan untuk memperkaya tanaman, akan tergantung pada hasil yang ingin Anda peroleh..

Sebagai contoh, telah ditemukan bahwa glukosa, amonium sulfat, magnesium sulfat dan dipotassium fosfat memiliki pengaruh signifikan terhadap produksi suksinat..

Untuk memperoleh konsentrasi tinggi L-lisin, media kultur harus memiliki glukosa, amonium sulfat, kalsium karbonat, asam baktokasamino, tiamin hidroklorida, D-biotin, kalium dihidrogen fosfat, magnesium sulfat heptahidrat, ferrous sulfate heptahydrate dan mangan klorida tetrahidrat.

Patogenesis

Meskipun sebagian besar bakteri yang termasuk dalam famili Corynebacteriaceae bersifat patogen, beberapa dari mereka termasuk C. glutamicum, Mereka tidak berbahaya. Yang terakhir, dikenal sebagai non-difteri corinebacteria (CND), bersifat komensal atau saprofitik yang mungkin ada pada manusia, hewan dan tanah..

Beberapa CND, seperti C. glutamicum dan C. penerima pembayaran, digunakan dalam produksi asam amino esensial dan vitamin.

Penggunaan dalam bioteknologi

Genom dari C. glutamicum itu relatif stabil, tumbuh dengan cepat dan tidak mengeluarkan protease ekstraseluler. Selain itu, tidak patogen, tidak membentuk spora dan memiliki persyaratan pertumbuhan yang relatif sedikit.

Karakteristik-karakteristik ini, dan fakta bahwa ia menghasilkan enzim dan senyawa bermanfaat lainnya, telah memungkinkan bakteri ini disebut sebagai "pekerja keras" dalam bioteknologi..

Produksi asam amino

Produk pertama menemukan bahwa diketahui bahwa itu dapat disintesis oleh C. glutamicum Itu glutamat. Glutamat adalah asam amino non-esensial yang ada di sekitar 90% sinapsis otak.

Campur tangan dalam transmisi informasi antara neuron sistem saraf pusat dan dalam pembentukan dan pemulihan memori.

Lisin, asam amino esensial bagi manusia dan bagian dari protein yang disintesis oleh makhluk hidup, juga diproduksi oleh C. glutamicum.

Asam amino lain yang diperoleh dari bakteri ini termasuk treonin, isoleusin, dan serin. Threonine digunakan terutama untuk mencegah munculnya herpes.

Serine membantu dalam produksi antibodi dan imunoglobulin. Isoleusin, pada gilirannya, terlibat dalam sintesis protein dan produksi energi selama latihan latihan fisik.

Produk dan aplikasi lainnya

Pantothenate

Ini adalah bentuk vitamin B5 (asam pantotenat) yang paling aktif, karena kalsium pantothenate digunakan sebagai suplemen dalam makanan. Vitamin B5 sangat penting dalam sintesis karbohidrat, lipid, dan protein.

Asam organik

Di antara yang lainnya, C. glutamicum menghasilkan laktat dan suksinat. Laktat memiliki banyak aplikasi, seperti pelembut, pengatur keasaman makanan, penyamakan kulit, pencahar, antara lain.  

Suksinat, untuk bagiannya, digunakan untuk produksi pernis, pewarna, parfum, bahan tambahan makanan, obat-obatan dan untuk pembuatan plastik yang dapat terbiodegradasi..

Alkohol

Karena memfermentasi gula, ia mampu menghasilkan alkohol, seperti etanol dan isobutanol. Untuk alasan ini ada percobaan untuk sintesis etanol dalam kultur  C. glutamicum dari limbah yang berasal dari tebu. Tujuan dari percobaan ini adalah untuk mencapai produksi industri biofuel.

Xylitol, polialkohol, atau gula alkohol, digunakan sebagai pemanis bagi penderita diabetes karena tidak meningkatkan kadar gula darah.

Bioremediasi

C. glutamicum Ini berisi dua operon dalam genomnya, yang disebut ars1 dan ars2, yang tahan terhadap arsenik. Ada penelitian dalam pengembangan dengan tujuan akhirnya menggunakan bakteri ini untuk menyerap arsenik dari lingkungan.

Plastik biodegradable

Selain suksinat, asam organik yang diproduksi secara alami oleh bakteri, berguna untuk produksi plastik biodegradable, ada senyawa lain yang mungkin dapat digunakan untuk keperluan ini.

Senyawa ini adalah poliester yang disebut poli (3-hidroksibutirat) (P (3HB)). P (3HB) tidak diproduksi secara alami oleh  C. glutamicum. Namun, para insinyur genetika telah melakukan penelitian lanjutan untuk menciptakan bakteri, dengan manipulasi genetik, jalur biosintetik yang memungkinkannya diproduksi.

Referensi

  1. S. Abe, K.-I. Takayama, S. Kinoshita (1967). Studi taksonomi tentang bakteri penghasil asam glutamat. Jurnal Mikrobiologi Umum dan Terapan.
  2. J.-Y. Lee, Y.-A. Na, E. Kim, H.-S. Lee, P. Kim (2016). Actinobacterium Corynebacterium glutamicum, pekerja keras Industri. Jurnal Mikrobiologi dan Bioteknologi.
  3. J. Lange, E. Münch, J. Müller, T. Busche, J. Kalinowski, R. Takors, B. Blombach (2018). Menguraikan adaptasi dari Corynebacterium glutamicum dalam transisi dari aerobiosis melalui mikroaerobiosis ke anaerobiosis. Gen.
  4. S. Wieschalka, B. Blombach, M. Bott, B.J. Eikmanns (2012). Produksi asam organik berbasis bio dengan Corynebacterium glutamicum. Bioteknologi.
  5. M. Wachi (2013). Eksportir asam amino di Indonesia Corynebacterium glutamicum. Dalam: H. Yukawa, M. Inui (Eds.) Corynebacterium glutamicum biologi dan bioteknologi.
  6. Corynebacterium glutamicum. Di Wikipedia. Diperoleh pada 25 September 2018 dari en.wikipedia.org.
  7. Corynebacterium glutamicum. Di Microbe Wiki. Diperoleh pada 25 September 2018 dari microbewiki.kenyon.edu.