Thorarchaeota

Thorarchaeota
vetenskaplig klassificering
Domän:ArchaeaSorts:Thorarchaeota
Internationellt vetenskapligt namn
Thorarchaeota Seitz et al. 2016
Bildsökning på Wikimedia Commons NCBI   1706441

Thorarchaeota  (lat.) är en förmodad typ av arkea , vars isolering föreslogs 2016 baserat på en metagenomisk analys av bottensediment från flodmynningszonen i White Oak River i North Carolina ( USA ). Medlemmar av gruppen kan frigöra acetat under proteinnedbrytningoch uppenbarligen reducera elementärt svavel och tiosulfat . Fylogenetisk analys indikerar antiken och den breda utbredningen av archaea-typen. Namnet på gruppen återspeglar dess närhet till en annan forntida grupp av archaea - Lokiarchaeota [1] .

Upptäckt

White Oak River i North Carolina, där metagenomiska exemplar av Thorarchaeota archaea har hittats , fungerar som ett modellsystem för att studera mikrobiella samhällen involverade i anaerob kolcykling , särskilt metanogenes och metanoxidation . Metagenomrekonstruktion av genom från sedimentprover från denna flod ledde till sammansättningen av nästan kompletta genom (2,4–3,9 megabaser långa) av en tidigare okänd grupp arkéer, som fick namnet Thorarchaeota [1] .

Metabolism

Den genetiska sammansättningen av Thorarchaeota- genomen indikerar att medlemmar av gruppen verkar vara kapabla till proteinnedbrytning . De har identifierats gener som kodar för proteinnedbrytningsenzymer clostripain ( cloSI ) och ginjipain ( rgpA ), såväl som flera andra extracellulära peptidaser . I alla genom hittades gener för bärare av di- och oligopeptider , och i vissa även bärare av grenade aminosyror . Det verkar som att förmågan att överföra proteiner från utsidan till cellen är inneboende i alla arkéer i gruppen. Dessutom har alla Thorarchaeota visat sig ha gener som krävs för nedbrytning av intagna proteiner till ketosyror . Man antar att det är proteiner som fungerar som kolkälla för archaea Thorarchaeota [1] .

Den arkeiska gruppen har gener för ett antal förmodade oxidoreduktaser , såsom pyruvatferredoxinoxidoreduktas , indolpyruvatferredoxinoxidoreduktas och aldehydoxidoreduktas . Dessa enzymer omvandlar ketosyror till acetyl-CoA och organiska syror som acetat. Deras arbete kräver oxiderat ferredoxin som en elektronacceptor , vars pool kan stödja nickel-järnhydrogenaser , vars gener hittades i ett antal Thorarchaeota [1] .

Ett litet antal enzymer för kolhydratmetabolism har hittats i genomen av dessa arkéer , men funktioner har bara fastställts för några av dem ( cellulaser och alfa-mannosidaser ). Således verkar det som om kolhydrater endast tjänar som en extra kolkälla för dem. Gener för alla proteiner som krävs för glykolys , förutom hexokinas , hittades i de sammansatta genomen . Tydligen är Thorarchaeota kapabla att omvandla glukos-6-fosfat till fosfoenolpyruvat helt eller fullständigt . Pyruvatkinas saknas i alla representanter för denna grupp, istället bildar pyruvat fosfoenolpyruvatsyntas . Alla archaea i filumet kan omvandla pyruvat till acetyl-CoA med hjälp av E1- och E2 -subenheterna av pyruvatdehydrogenas och alla pyruvat:ferredoxinoxidoreduktas-subenheter. Nästan alla enzymer i Krebs-cykeln saknas i dem, men ett nästan komplett succinatdehydrogenaskomplex upptäcktes i dem alla . Det kan antas att oxidationen av acetyl-CoA via Krebs-cykeln inte är en nyckelväg för att erhålla energi i Thorarchaeota [1] .

I alla Thorarchaeota identifierades genen för den ADP -bildande subenheten av acetyl-CoA-syntetas , som är involverad i bildandet av acetat i Pyrococcus furiosus och andra archaea. Således kan archaea av denna typ bilda acetat, men inga alkoholhaltiga jäsningsgener har identifierats i dem. De bildar förmodligen acetat vid hydrolytisk nedbrytning av acetyl-CoA. Acetat fungerar som ett nyckelsubstrat för sulfatreduktion och metanogenes i flodmynningssediment och är en viktig länk mellan oxidativ metabolism och fermentering [1] .

Hos vissa representanter hittades nästan alla gener från Wood-Ljungdal-vägen , vilket ger autotrofisk fixering av två intracellulära CO 2 -molekyler , först till acetyl-CoA och sedan till acetat. Således kan en del av Thorarchaeota kunna fixera CO 2 och försörja sig själv genom autotrofisk acetogenes [1] .

Alla Thorarchaeota har P. furiosus sulfohydrogenashomologer , så arkéerna i denna grupp kan med största sannolikhet reducera svavel. Vissa av dem har visat sig bära på sulfat och tiosulfat, sulfohydrogenas och tiosulfatreduktas [1] .

Fylogenetiska samband

Analys av 16S rRNA -genen visade att Thorarchaeota är ganska utbredd i naturen: de finns i mangrover , sjöar och hydrotermiska marina sediment. Han visade också att representanter för Thorarchaeota skiljer sig från arkéer av andra typer. De delar en gemensam förfader med den nyligen identifierade arkeiska gruppen Lokiarchaeota och är nära basen av det arkeiska fylogenetiska trädet [1] .

Anteckningar

1. ↑ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 Seitz KW , Lazar CS , Hinrichs KU , Teske AP , Baker BJ Genomisk rekonstruktion av en ny, djupt grenad sediment arkaeal phylum med vägar för acetogenes och svavelreduktion.  (engelska)  // ISME-tidskriften. - 2016. - Vol. 10, nr. 7 . - P. 1696-1705. - doi : 10.1038/ismej.2015.233 . — PMID 26824177 .