Thorarchaeota

Thorarchaeota
videnskabelig klassifikation
Domæne:ArchaeaType:Thorarchaeota
Internationalt videnskabeligt navn
Thorarchaeota Seitz et al. 2016
Billedsøgning på Wikimedia Commons NCBI   1706441

Thorarchaeota  (lat.) er en formodet type archaea , hvis isolering blev foreslået i 2016 baseret på en metagenomisk analyse af bundsedimenter fra flodmundingen af ​​White Oak River i North Carolina ( USA ). Medlemmer af gruppen er i stand til at frigive acetat under proteinnedbrydningog tilsyneladende reducere elementært svovl og thiosulfat . Fylogenetisk analyse indikerer oldtiden og den brede udbredelse af archaea-typen. Navnet på gruppen afspejler dens nærhed til en anden gammel gruppe af archaea - Lokiarchaeota [1] .

Discovery

White Oak River i North Carolina, hvor metagenomiske prøver af Thorarchaeota archaea er blevet fundet , fungerer som et modelsystem til at studere mikrobielle samfund involveret i anaerob kulstofcyklus , især methanogenese og metanoxidation . Metagenom-rekonstruktion af genomer fra sedimentprøver fra denne flod førte til samling af næsten komplette genomer (2,4-3,9 megabaser i længden) af en hidtil ukendt gruppe af archaea, som blev navngivet Thorarchaeota [1] .

Metabolisme

Den genetiske sammensætning af Thorarchaeota- genomerne indikerer, at medlemmer af gruppen ser ud til at være i stand til proteinnedbrydning . De er blevet identificeret gener, der koder for proteinnedbrydningsenzymer clostripain ( cloSI ) og ginjipain ( rgpA ), såvel som adskillige andre ekstracellulære peptidaser . I alle genomer blev der fundet gener for bærere af di- og oligopeptider , og i nogle også bærere af forgrenede aminosyrer . Det ser ud til, at evnen til at overføre proteiner udefra ind i cellen er iboende i alle arkæer i gruppen. Derudover har alle Thorarchaeota vist sig at have gener, der kræves til nedbrydning af indtaget proteiner til ketosyrer . Det antages, at det er proteiner, der tjener som kulstofkilde for archaea Thorarchaeota [1] .

Den arkæiske gruppe har gener for en række formodede oxidoreduktaser , såsom pyruvatferredoxinoxidoreduktase , indolpyruvat ferredoxinoxidoreduktase og aldehydoxidoreduktase . Disse enzymer omdanner ketosyrer til acetyl-CoA og organiske syrer såsom acetat. Deres arbejde kræver oxideret ferredoxin som en elektronacceptor , hvis pulje kan understøtte nikkel- jernhydrogenaser , hvis gener blev fundet i en række Thorarchaeota [1] .

Et lille antal af kulhydratmetabolismeenzymer er blevet fundet i genomerne af disse arkæer , men funktioner er kun blevet bestemt for nogle af dem ( cellulaser og alfa-mannosidaser ). Det ser således ud til, at kulhydrater kun tjener som en hjælpekilde til kulstof for dem. Gener for alle de proteiner, der kræves til glykolyse , undtagen hexokinase , blev fundet i de samlede genomer . Tilsyneladende er Thorarchaeota i stand til at omdanne glucose-6-phosphat til phosphoenolpyruvat helt eller fuldstændigt . Pyruvatkinase er fraværende i alle repræsentanter for denne gruppe; i stedet danner pyruvat phosphoenolpyruvatsyntase . Alle archaea af phylum er i stand til at omdanne pyruvat til acetyl-CoA ved hjælp af E1 og E2 underenheder af pyruvat dehydrogenase og alle pyruvat: ferredoxin oxidoreduktase underenheder. Næsten alle enzymerne i Krebs-cyklussen er fraværende i dem, men et næsten komplet succinat-dehydrogenasekompleks blev påvist i dem alle . Det kan antages, at oxidationen af ​​acetyl-CoA via Krebs-cyklussen ikke er en nøglevej til at opnå energi i Thorarchaeota [1] .

I alle Thorarchaeota blev genet for den ADP -dannende underenhed af acetyl-CoA-synthetase identificeret , som er involveret i dannelsen af ​​acetat i Pyrococcus furiosus og andre archaea. Således kan archaea af denne type danne acetat, men ingen alkoholiske fermenteringsgener er blevet identificeret i dem. De danner formentlig acetat ved hydrolytisk nedbrydning af acetyl-CoA. Acetat tjener som et nøglesubstrat for sulfatreduktion og methanogenese i estuarine sedimenter og er en vigtig forbindelse mellem oxidativ metabolisme og fermentering [1] .

I nogle repræsentanter blev næsten alle generne fra Wood-Ljungdal-vejen fundet , som giver autotrofisk fiksering af to intracellulære CO 2 -molekyler , først til acetyl-CoA og derefter til acetat. En del af Thorarchaeota kan således være i stand til at fiksere CO 2 og forsørge sig selv gennem autotrofisk acetogenese [1] .

Alle Thorarchaeota har P. furiosus sulfohydrogenase homologer , så archaea af denne gruppe er højst sandsynligt i stand til at reducere svovl. Nogle af dem har vist sig at bære sulfat og thiosulfat, sulfohydrogenase og thiosulfatreduktase [1] .

Fylogenetiske relationer

Analyse af 16S rRNA -genet viste, at Thorarchaeota er ret udbredt i naturen: de findes i mangrover , søer og hydrotermiske marine sedimenter. Han viste også, at repræsentanter for Thorarchaeota adskiller sig fra archaea af andre typer. De deler en fælles forfader med den nyligt identificerede arkæiske gruppe Lokiarchaeota og er nær bunden af ​​det arkæiske fylogenetiske træ [1] .

Noter

1. ↑ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 Seitz KW , Lazar CS , Hinrichs KU , Teske AP , Baker BJ Genomisk rekonstruktion af en ny, dybt forgrenet sediment archaeal phylum med veje til acetogenese og svovlreduktion.  (engelsk)  // ISME-tidsskriftet. - 2016. - Bd. 10, nr. 7 . - P. 1696-1705. - doi : 10.1038/ismej.2015.233 . — PMID 26824177 .