Limosilactobacillus pontis
Виды бактерий

Limosilactobacillus pontis
Научная классификация Редактировать эту классификацию
Домен:Бактерии
Тип:Бациллота
Сорт:Бациллы
Заказ:Лактобациллы
Семья:Лактобациллы
Род:Лимосилактобациллы
Разновидность:
L. понтис
Биномиальное имя
Limosilactobacillus pontis
(Фогель и др ., 1994) [1] Чжэн и др . 2020 [2]
Тип штамма
ATCC 51518 [3]
CCUG 33456
CIP 104232
DSM 8475
JCM 11051
LMG 14187
LTH 2587
Синонимы
  • Lactobacillus pontis Vogel et al . 1994 г.

Limosilactobacillus pontis — это палочковидная , грамположительная факультативно анаэробная бактерия. [1] Наряду с другими видами Lactobacillus она способна преобразовывать сахара, такие как лактоза , в молочную кислоту . [1] Limosilactobacillus pontis относится к типу Bacillota , классу Bacilli , является членом семейства Lactobacillaceae и, как установлено, отвечает за ферментацию закваски , наряду со многими другими видами Lactobacillus . [1] Этот микроорганизм вырабатывает молочную кислоту в процессе ферментации , которая придает заквасочному хлебу характерный кислый вкус.

История и открытия

В 1994 году Limosilactobacillus pontis был обнаружен в ходе эксперимента, посвященного микрофлоре , обнаруженной в заквасочных препаратах для приготовления заквасочного хлеба. [1] Ученые выделили Limosilactobacillus pontis, а также многие распространенные виды , такие как Limosilactobacillus reuteri , Levilactobacillus brevis и Fructilactobacillus sanfranciscensis , исследуя белковые паттерны в клетках, физиологические особенности и запуская последовательности 16S рРНК , чтобы рассмотреть каждый вид Lactobacillus отдельно. [1] Было обнаружено, что изолят из ржаной закваски является новым видом по причине конфигурации белка , физиологических особенностей и содержания GC . [1]

Филогения

Limosilactobacillus pontis был классифицирован как новый вид на основе последовательности гена 16S рРНК . [1] Штамм LTH 2587 T , также известный как DSM 8475/LMG 14187, был первым обнаруженным и названным штаммом. [1]

Другие названия штаммов включают следующие: ATCC 51518, CCM 4540, CCUG 33456, CIP 104232, JCM 11051, KCTC 5074, NCIMB 13406 и VTT E-052865. [4]

Использование в производстве продуктов питания

Limosilactobacillus pontis используется в закваске для приготовления заквасочного хлеба. Закваска состоит из воды, муки, дрожжей и заквасочной культуры бактерий . Бактерии начинают брожение , расщепляя сахара , образуя в процессе молочную кислоту . [5] Этот процесс снижает pH раствора, создавая «кислый» вкус в конечном продукте. [6] Limosilactobacillus pontis расщепляет сахара, которые не могут быть усвоены дрожжами в культуре, так же, как это делают многие виды Lactobacillus . [5] Когда пшеничная мука и вода находятся в растворе вместе, присутствующие ферменты амилазы расщепляют крахмал на мальтозу , а мальтаза выполняет дальнейшее расщепление на глюкозу . [6] Бактерии , вырабатывающие молочную кислоту , отвечают за расщепление сахаров , а дрожжи используют побочные продукты этого процесса для образования углекислого газа . Углекислый газ вызывает разрыхление теста. [6]

Виды заквасочных лактобактерий проявляют уникальные технологические свойства, связанные со вкусом, текстурой и сроком хранения заквасочного хлеба. [5] [7] Limosilactobacillus pontis экспрессирует гены, кодирующие цистатионинлиазу (Cxl), которая способствует развитию вкуса в процессе созревания сыра и, как показано, улучшает вкус и аромат хлеба. [6] [8] [9]

Экзополисахариды (EPS), вырабатываемые молочнокислыми бактериями , используются в качестве альтернативных биозагустителей для вязкости , стабилизации, эмульгирования и гелеобразования в различных пищевых продуктах. [6] EPS обычно классифицируются на две группы: гомополисахариды (HoPS), обычно известные как полимеры глюкозы или фруктозы , и гетерополисахариды . В настоящее время было показано, что только HoPS полезны при приготовлении хлеба. [10] Различные молочнокислые бактерии, связанные с закваской, синтезируют глюканы и фруктаны с помощью внеклеточных глюкансахараз или фруктансахараз соответственно. [10] Было показано, что L. pontis , L. panis , L. reuteri , Limosilactobacillus frumenti и F. sanfranciscensis вырабатывают фруктаны (леван или инулин) и глюканы (декстран, рейтеран или мутан). [10]

Геномика

Limosilactobacillus pontis LTH 2585 и LTH 2586 содержат 53% GC . Было установлено, что штамм LTH 2587 содержит 53,3% GC . [1] [4]

Штамм Limosilactobacillus pontis LTH 2587, ген 16S рРНК, секвенирован на уровне 1570 пар оснований. [1] [4]

Штамм Limosilactobacillus pontis DSM 8475 16S рРНК - 23S рРНК небольшой межгенный спейсер также был секвенирован на уровне 207 пар оснований вместе с большим межгенным спейсером, генами тРНК -Ile и тРНК-Ala на уровне 403 пар оснований для полной последовательности. [1] [4]

Другие гены, которые были секвенированы, включают следующие: [11]

Частичный ген pheS для альфа-субъединицы фенилаланил-тРНК-синтазы для штамма LMG 14188 и штамма LMG 14187T. [11]

Частичный ген tuf для фактора удлинения tu, типовой штамм DSM 8474T. [11]

Частичный ген recA для рекомбиназы A, штамм LMG 14187T. [11]

Полный ген rpoA для альфа-субъединицы РНК-полимеразы , типовой штамм LMG 14187T. [11]

Физиология

Заквасочные лактобактерии , включая Fructilactobacillus sanfranciscensis , L. pontis , [1] Limosilactobacillus panis , Lactiplantibacillus paraplantarum , Companilactobacillus mindensis считаются типичными для заквасочных сред, особенно с длительным периодом ферментации и/или более высокими температурами. Limosilactobacillus pontis , по-видимому, остаются доминирующими в течение длительного времени во время непрерывного размножения заквасок, что предполагает их существенную роль для ферментации . [1] Кроме того, они обогащаются во время непрерывного размножения теста. Их устойчивость объясняется их конкурентным метаболизмом и адаптацией к этой среде. [12]

Ниже приведены некоторые факторы, способствующие их доминированию/устойчивости в ферментации закваски . Во-первых, их углеводный метаболизм в высокой степени адаптирован к основным источникам энергии в тесте, мальтозе и фруктозе . Использование мальтозы через мальтозофосфорилазу и пентозофосфатный шунт с фруктозой в качестве косубстрата приводит к более высокому выходу энергии, чем гомоферментативная деградация мальтозы . [13] [ 14] Во-вторых, температура и pH для их роста соответствуют условиям ферментации закваски . Постоянное сосуществование этих микроорганизмов в одном и том же контексте может быть результатом их схожих скоростей роста , в свою очередь определяемых температурой и pH . [1] В-третьих, они обладают некоторыми механизмами реакции на стресс для преодоления высоких/низких температур, высокой дегидратации / осмолярности , кислоты , окисления и голодания . [15] Наконец, они вырабатывают антимикробные соединения, такие как органические кислоты ( лактат , ацетат и другие), бактериоцины и реутерициклин, чтобы повысить свою конкурентоспособность против широкого спектра бактерий . [1] Однако температура является важным фактором, сильно влияющим на конкурентоспособность лактобацилл в процессе ферментации закваски . [1] Например, при высокой температуре 40 °C L. frumenti и L. panis доминируют над L. pontis и L. reuteri .

Реакция заквасочных молочнокислых бактерий на высокую концентрацию соли является видоспецифической . [16] В целом, облигатные гетероферментативные лактобациллы более чувствительны к NaCl по сравнению с другими лактобациллами. Например, L. pontis и F. sanfranciscensis ингибируются 4% NaCl , тогда как L. paraplantarum и Lactobacillus amylovorus могут переносить до 6% NaCl. [6]

Метаболизм

Основная метаболическая активность этих микроорганизмов в закваске заключается в выработке кислоты и углекислого газа ; выработка газа необходима для разрыхления теста , если не добавлены дрожжи . [6]

Limosilactobacillus pontis способен использовать фруктозу в качестве источника углерода и стехиометрически преобразовывать фруктозу в молочную кислоту и этанол . [16] Однако, когда присутствует мальтоза , они используют ее в основном как акцептор электронов , а фруктоза восстанавливается до маннита . [8] [9] Он также может метаболизировать рибозу , D-раффинозу и глюконат , но не может использовать глюкозу , L-арабинозу , D-ксилозу , галактозу , эскулин , лактозу или мелибиозу . [17] Его основными продуктами ферментации фруктозы или мальтозы являются лактат , ацетат , этанол , глицерин и диоксид углерода . Limosilactobacillus pontis не может использовать цитрат в качестве акцептора электронов в присутствии мальтозы . [16] Также отсутствует активность каталазы . [9]

Limosilactobacillus pontis обладает способностью катаболизировать аргинин . [16] В этом процессе участвуют три фермента : аргининдезаминаза (ADI), орнитинкарбамоилтрансфераза (OTC) и карбаматкиназа (CK). [16] Четвертый белок, расположенный на клеточной мембране, действует как транспортер, обеспечивая антипортный обмен между аргинином и орнитином . [16]

Пробиотики

Пробиотический организм, такой как Limosilactobacillus pontis и другие лактобациллы, помогает сбалансировать количество нормальной микрофлоры в организме человека. [17] Пробиотики также обеспечивают некоторую защиту от патогенов , снижают уровень холестерина , вызывают стимуляцию иммунного ответа и в некоторых случаях защищают от определенных типов рака . [17]

Использование этих лактобактерий в коммерческих пищевых продуктах, таких как ферментированный молочнокислый напиток «хардалие» , который производится путем естественной ферментации красного винограда или виноградного сока, может принести пользу для здоровья . [18]

Limosilactobacillus pontis обладает способностью индуцировать путь NOD2 , где NOD2 играет ключевую роль в иммунной системе, распознавая бактериальные молекулы и стимулируя иммунную реакцию. [19] NOD2 представляет собой белок , содержащий домен олигомеризации, связывающий нуклеотиды , который также известен как домен рекрутирования каспазы . Его обычно называют белком воспалительного заболевания кишечника . [20] [21]

Ссылки

  1. ^ abcdefghijklmnopq Vogel, RF; Bocker, G; Stolz, P; Ehrmann, M; Fanta, D; Ludwig, W; Pot, B; Kersters, K; Schleifer, KH; Hammes, WP (1994). "Идентификация лактобацилл из закваски и описание Lactobacillus pontis sp. nov". Int J Syst Bacteriol . 44 (2): 223– 9. doi : 10.1099/00207713-44-2-223 . PMID  8186088.
  2. ^ Zheng J, Wittouck S, Salvetti E, Franz CMAP, Harris HMB, Mattarelli P, O'Toole PW, Pot B, Vandamme P, Walter J, Watanabe K, Wuyts S, Felis GE, Gänzle MG, Lebeer S. (2020). «Таксономическая заметка о роде Lactobacillus: описание 23 новых родов, исправленное описание рода Lactobacillus Beijerinck 1901 и объединение Lactobacillaceae и Leuconostocaceae». Int J Syst Evol Microbiol . 70 (4): 2782– 2858. doi : 10.1099/ijsem.0.004107 . hdl : 10067/1738330151162165141 . PMID  32293557.
  3. ^ Euzéby JP, Parte AC. "Limosilactobacillus pontis". Список названий прокариот, имеющих место в номенклатуре (LPSN) . Получено 1 июля 2021 г.
  4. ^ abcd "NCIMB 13406 Strain Passport - StrainInfo". Архивировано из оригинала 2014-05-06 . Получено 2014-05-03 .
  5. ^ abc Люк Д.В. и Патрисия Н. (2005) Микрофлора закваски: биоразнообразие и метаболические взаимодействия. Тенденции в пищевой науке и технологии. 16:43-56.Food Science
  6. ^ abcdefg Thiele, C; Ganzle, MG; Vogel, RF (2002). «Вклад заквасочных лактобактерий, дрожжей и зерновых ферментов в образование аминокислот в тесте, имеющих отношение к вкусу хлеба». Cereal Chem . 79 (1): 45– 51. doi :10.1094/CCHEM.2002.79.1.45.
  7. ^ Gobbetti, M (1998). «Микрофлора закваски: взаимодействие молочнокислых бактерий и дрожжей». Тенденции в пищевой науке и технологии . 9 (7): 267– 274. doi :10.1016/s0924-2244(98)00053-3.
  8. ^ ab Asa L и Torkel W. (2009) Молекулярная биология Lactobacillus : от геномики к пробиотикам.
  9. ^ abc Gobbetti, M; Smacchi, E; Corsetti, A (1996). «Протеолитическая система Lactobacillus sanfrancisco CB1: очистка и характеристика протеиназы, дипептидазы и аминопептидазы». Appl Environ Microbiol . 62 (9): 3220– 6. Bibcode : 1996ApEnM..62.3220G. doi : 10.1128/AEM.62.9.3220-3226.1996. PMC 168117. PMID  8795211. 
  10. ^ abc Марко Г. и Майкл Г. (2013) Справочник по биотехнологии закваски. ISBN 978-1-4614-5424-3 
  11. ^ abcde "Элементы не найдены - Нуклеотид - NCBI".
  12. ^ Люк Д.В. и Патрисия Н. (2005) Микрофлора закваски: Биоразнообразие и метаболические взаимодействия. Тенденции в пищевой науке и технологии. 16:43-56. Наука о продуктах питания
  13. ^ Штольц, П; Бокер, Г; Хаммес, В.П.; Фогель, РФ (1995). «Утилизация акцепторов электронов лактобактериями, выделенными из закваски. I. Lactobacillus sanfranciscensis ». Zeitschrift für Lebensmittel-Untersuruchung und-Forschung . 201 (4): 91–96 . doi : 10.1007/BF01192742. S2CID  82286396.
  14. ^ Штольц, П.; Хаммес, В.П.; Фогель, Р.Э. (1996). «Активность мальтозофосфорилазы и гексокиназы в лактобациллах из традиционно приготовленных заквасок». Adv. Food Sci . 18 : 1– 6.
  15. ^ Де Анджелис, М; Бини, Л; Паллини, В; Коккончелли, PS; Гоббетти, М (2001). «Реакция на кислотный стресс у Lactobacillus sanfranciscensis CB1». Микробиология . 147 (7): 1863–73 . doi : 10.1099/00221287-147-7-1863 . ПМИД  11429463.
  16. ^ abcdef Хаммес, WP; Штольц, П; Генцле, М (1996). «Метаболизм лактобактерий в традиционных заквасках». Adv Food Sci . 18 : 176–184 .
  17. ^ abc Стефан, Р.; Фредрик, К.; Ларс, А.; Ханс, Дж. (2000). «Lactobacillus mucosae sp. nov., новый вид с in vitro слизесвязывающей активностью, выделенный из кишечника свиньи». Международный журнал систематической и эволюционной микробиологии . 50 (1): 251– 258. doi : 10.1099/00207713-50-1-251 . PMID  10826811.
  18. ^ Флавера, CP; Хосе, LP; Ашок, P; Карлос, RS (2008). «Тенденции в немолочных пробиотических напитках». Food Research International . 41 (2): 111– 123. doi :10.1016/j.foodres.2007.10.010.
  19. ^ Gilberts, EC; Greenstein, AJ; Katsel, P; Harpaz, N; Greenstein, RJ (1994). «Молекулярные доказательства двух форм болезни Крона». Proc. Natl. Acad. Sci. USA . 91 (26): 12721– 4. Bibcode : 1994PNAS...9112721G. doi : 10.1073/pnas.91.26.12721 . PMC 45511. PMID  7809109 . 
  20. ^ Hugot, JP; Laurent-Puig, P; Gower-Rousseau, C; Olson, JM; Lee, JC; Beaugerie, L; Naom, I; Dupas, JL; Van Gossum, A; Orholm, M; Bonaiti-Pellie, C; Weissenbach, J; Mathew, CG; Lennard-Jones, JE; Cortot, A; Colombel, JF; Thomas, G (1996). "Картирование локуса восприимчивости к болезни Крона на хромосоме 16". Nature . 379 (6568): 821– 3. Bibcode :1996Natur.379..821H. doi :10.1038/379821a0. PMID  8587604. S2CID  4311407.
  21. ^ Харуки Китадзава, Хулио Вильена, Сусана Альварес. 2013. Пробиотики: Иммунобиотики и иммуногенетика. CRC Press.
  • Фогель 1994
  • L. pontis Мультиплексная ПЦР
  • Типовой штамм Lactobacillus pontis в BacDive — базе метаданных бактериального разнообразия

Дальнейшее чтение

  • Lactobacillus pontis Энциклопедия жизни
  • Информация о штамме L. pontis
  • Браузер таксономии
  • Субъединица РНК-полимеразы альфа
  • Молекулярная биология лактобацилл: от геномики к пробиотикам
  • Гиперкаталог CABRI
  • Национальная сельскохозяйственная библиотека
  • LPSN lpsn.dsmz.de
Взято с "https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Limosilactobacillus_pontis&oldid=1235323704"