Zymomonas mobilis - Zymomonas mobilis
| zimomonas mobilis | |
|---|---|
| bilimsel sınıflandırma | |
| İhtisas: | |
| filum: | |
| Sınıf: | |
| Emir: | |
| Aile: |
Zymomonadaceae
Hördt et al . 2020
|
| cins: |
zimomonalar
Kluyver ve van Niel 1936 (Onaylı Listeler 1980)
|
| Türler: |
Z. mobilis
|
| Binom adı | |
|
zimomonas mobilis (Lindner 1928) De Ley ve Salıncaklar 1976
|
|
| alt türler | |
|
|
| Eş anlamlı | |
|
|
Zymomonas mobilis , Gram negatif , fakültatif anaerobik , spor oluşturmayan, polar kamçılı, çubuk şeklinde bir bakteridir. Zymomonas cinsinde bulunan tek türdür. Bazı yönlerden mayayı aşankayda değer biyoetanol üretim yeteneklerinesahiptir. Başlangıçta Afrika palmiye şarabı, Meksika pulku gibi alkollü içeceklerdenve ayrıca Avrupa ülkelerinde elma şarabı ve bira (elma şarabı hastalığı ve bira bozulması) kirleticisi olarakizole edilmiştir.
bira bozulması
Zymomonas , asetaldehit ve hidrojen sülfür üretimi nedeniyle biradaki istenmeyen, suyla taşınan bir bakteridir ve esterli-kükürtlü bir tat yaratır . Bu çürük elma kokusuna veya meyve kokusuna benzetilebilir. Düşük sıcaklıklar (8–12 °C) ve katı karbonhidrat gereksinimleri (sadece sakaroz , glikoz ve fruktozu fermente edebilen) nedeniyle bira fabrikalarında zimomonalar rapor edilmemiştir . Genellikle birayı karbonatlamak için astar şekerinin kullanıldığı fıçıda şartlandırılmış biralarda bulunur. Optimum büyüme sıcaklığı 25 ila 30 santigrat derecedir.
etanol üretimi
Zymomonas mobilis , Entner-Doudoroff yolunu kullanarak şekerleri pirüvat haline getirir . Piruvat daha sonra tek ürün olarak (mayaya benzer) etanol ve karbon dioksit üretmek için fermente edilir .
Avantajları Z. mobilis üzerinde , S. cerevisiae üretimi ile ilgili olarak biyo-etanol :
- daha yüksek şeker alımı ve etanol verimi (2,5 kata kadar daha yüksek),
- daha düşük biyokütle üretimi,
- %16'ya (h/h) kadar daha yüksek etanol toleransı,
- fermantasyon sırasında kontrollü oksijen ilavesi gerektirmez,
Bununla birlikte, bu çekici avantajlarından rağmen, çeşitli faktörler ticari kullanımını önlemek Z. mobilis olarak selülozik etanol üretimi. En önemli engel, substrat aralığının glikoz , fruktoz ve sakaroz ile sınırlı olmasıdır . Yabani tip Z. mobilis , lignoselülozik hidrolizatların önemli bileşenleri olan ksiloz ve arabinoz gibi C5 şekerlerini fermente edemez. E. coli ve mayadan farklı olarak Z. mobilis , asetik asit ve çeşitli fenolik bileşikler gibi lignoselülozik hidrolizatlarda bulunan toksik inhibitörleri tolere edemez. Lignoselülozik hidrolizatlardaki asetik asit konsantrasyonu, Z. mobilis'in tolerans eşiğinin oldukça üzerinde olan %1.5 (a/h) kadar yüksek olabilir .
Z. mobilis'in yapısındaki eksikliklerin üstesinden gelmek için çeşitli girişimlerde bulunulmuştur . Ulusal Yenilenebilir Enerji Laboratuvarı (NREL), ABD, substrat aralığını ksiloz ve arabinoz gibi C5 şekerlerini içerecek şekilde genişletmede önemli katkılarda bulunmuştur. , Z. mobilis'in asetik aside dirençli suşları, rasyonel metabolik mühendislik çabaları, mutagenez teknikleri veya adaptif mutasyon ile geliştirilmiştir. , Bu dizayn edilmiş suşlar inhibitörlerin varlığında karıştırılır şekerler metabolize Bununla birlikte, verim ve verimlilik dolayısıyla endüstriyel uygulamayı önlenmesi, çok daha düşüktür.
Z. mobilis'te ksiloz fermentasyonunu iyileştirmek için kapsamlı bir adaptasyon süreci kullanıldı . Bir suşun yüksek bir ksiloz konsantrasyonuna adapte edilmesiyle, metabolizmada önemli değişiklikler meydana geldi. Göze çarpan bir değişiklik, türün ksiloz metabolizmasını engelleyebilen ksiloz fermantasyonunun bir yan ürünü olan ksilitol düzeylerinin azalmasıydı. Düşük ksilitol üretiminin nedenlerinden biri, ksilozun ksilitole indirgenmesini katalize eden bir aldo-keto redüktazı kodlayan varsayılan bir gendeki mutasyondu. ,
Z. mobilis'in ilginç bir özelliği , plazma zarının ökaryotik sterollere benzer hopanoidler , pentasiklik bileşikler içermesidir . Bu, çevresindeki etanole karşı %13 civarında olağanüstü bir toleransa sahip olmasını sağlar.
Zymomonas mobilis geleneksel olarak pulk yapımında kullanılır .
Genetik şifre
Z. mobilis suşu ZM4'ün genomu dizilenmiştir ve 1,998 protein kodlayan genleri kodlayan 2,056,416 bp içerir. Bu, Z. mobilis'in glikozu yalnızca Entner-Doudoroff yolu yoluyla metabolize edebileceğini ve Embden-Meyerhof-Parnas yolunu kullanamadığını ortaya koydu .