Lactobacillus acidophilus/ja: Difference between revisions

Lactobacillus acidophilus/ja
Created page with "=== 代謝=== thumb|エネルギー生産の手段としてグルコースが乳酸に変換される経路 ''アシドフィルス''はホモ発酵性嫌気性微生物であり、発酵の最終産物として乳酸のみを産生する。また、EMP経路(解糖系)によりヘキソース(ペントースではない)のみを発酵させることができる。''L.アシドフィルス''は、利用可..."
Created page with "=== ゲノム科学 === 原核生物のゲノムの特殊性は、複製の際に原核生物がどのようにDNAを複製するかを認識することで区別できる。''L.アシドフィルス''では、複製はoriCと呼ばれる起点から始まり、複製フォークの形で双方向に移動する。DNAは先導鎖上では連続..."
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''アシドフィルス''はホモ発酵性嫌気性微生物であり、発酵の最終産物として乳酸のみを産生する。また、[[Glycolysis/ja|EMP経路]](解糖系)によりヘキソース(ペントースではない)のみを発酵させることができる。''L.アシドフィルス''は、利用可能な栄養素が限られているため、宿主の中にいるときよりも牛乳の中で成長する時間が遅い。牛乳中のプロバイオティクスとして使用されているため、アメリカの''Journal of Dairy Science''が行った研究では、''L. アシドフィルス''の低い増殖速度を上げるために必要な栄養素を調べた。この研究では、[[glucose/ja|グルコース]]とアミノ酸[[cysteine/ja|システイン]]、[[glutamic acid/ja|グルタミン酸]]、[[isoleucine/ja|イソロイシン]]、[[leucine/ja|ロイシン]]、[[lysine/ja|リジン]]、[[methionine/ja|メチオニン]]、[[methionine/ja|フェニルアラニン]]、[[threonine/ja|スレオニン]]、[[tyrosine/ja|チロシン]]、[[valine/ja|バリン]]、[[arginine/ja|アルギニン]]が''L. アシドフィルス''の増殖に必須な栄養素であることがわかった。[[glycine/ja|グリシン]]、パントテン酸カルシウム、Mn<sup>2+</sup>は刺激性栄養素として作用する。この研究は、牛乳中の''アシドフィルス菌''の増殖率が低いことを説明するのに役立つ。消費率の高いアミノ酸を発酵乳に加えることは、この問題の解決策になりうる。
''アシドフィルス''はホモ発酵性嫌気性微生物であり、発酵の最終産物として乳酸のみを産生する。また、[[Glycolysis/ja|EMP経路]](解糖系)によりヘキソース(ペントースではない)のみを発酵させることができる。''L.アシドフィルス''は、利用可能な栄養素が限られているため、宿主の中にいるときよりも牛乳の中で成長する時間が遅い。牛乳中のプロバイオティクスとして使用されているため、アメリカの''Journal of Dairy Science''が行った研究では、''L. アシドフィルス''の低い増殖速度を上げるために必要な栄養素を調べた。この研究では、[[glucose/ja|グルコース]]とアミノ酸[[cysteine/ja|システイン]]、[[glutamic acid/ja|グルタミン酸]]、[[isoleucine/ja|イソロイシン]]、[[leucine/ja|ロイシン]]、[[lysine/ja|リジン]]、[[methionine/ja|メチオニン]]、[[methionine/ja|フェニルアラニン]]、[[threonine/ja|スレオニン]]、[[tyrosine/ja|チロシン]]、[[valine/ja|バリン]]、[[arginine/ja|アルギニン]]が''L. アシドフィルス''の増殖に必須な栄養素であることがわかった。[[glycine/ja|グリシン]]、パントテン酸カルシウム、Mn<sup>2+</sup>は刺激性栄養素として作用する。この研究は、牛乳中の''アシドフィルス菌''の増殖率が低いことを説明するのに役立つ。消費率の高いアミノ酸を発酵乳に加えることは、この問題の解決策になりうる。


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=== ゲノム科学 ===
=== Genomics ===
[[Prokaryote/ja|原核生物]]のゲノムの特殊性は、[[Cell replication/ja|複製]]の際に原核生物がどのように[[DNA/ja|DNA]]を複製するかを認識することで区別できる。''L.アシドフィルス''では、複製は[[Origin of replication/ja|oriC]]と呼ばれる起点から始まり、[[DNA replication/ja|複製フォーク]]の形で双方向に移動する。DNAは[[DNA replication/ja|先導鎖]]上では連続的に、[[DNA replication/ja|遅行鎖]]上では不連続な[[Okazaki fragments/ja|岡崎フラグメント]]として、[[DNA polymerase III holoenzyme/ja||DNAポリメラーゼIII]]酵素の助けを借りて合成される。先行鎖と遅行鎖のDNA合成を開始するには、RNAプライマーが必要である。DNAポリメラーゼIIIは、RNAプライマーに従って5'から3'方向にDNAを合成する。''L.アシドフィルス菌''[[genome/ja|ゲノム]]は小さく、[[GC-content/ja|グアニン-シトシン]]含量は約30%と低い。様々な''L. アシドフィルス''の46株のゲノムを比較した研究によると、ゲノムのサイズは1.95Mbから2.09Mbで、平均サイズは1.98Mbであった。ゲノム中の平均コード配列数は1780個で、発酵食品や市販のプロバイオティクスから分離された株は、ヒトから分離された株よりも平均してコード配列数が多かった。''L.アシドフィルス''はオープンな状態の[[pan-genome/ja|パンゲノム]](種内の全遺伝子)を持っており、シーケンシングされたゲノムの数が増えるにつれてパンゲノムのサイズが大きくなることを意味している。コアゲノム(種の全個体が共有する遺伝子)は、''L. アシドフィルス''の場合、約1117遺伝子で構成されている。 遺伝子解析の結果、すべての''L. アシドフィルス''株が、糖質代謝の主要酵素であるグリコシルヒドロラーゼの少なくとも15ファミリーを含んでいることも明らかになった。15のGHファミリーはそれぞれ、グルコース、ガラクトース、フルクトース、スクロース、デンプン、マルトースなどの一般的な炭水化物の代謝に関与していた。抗生物質の排出、抗生物質の標的変更、および抗生物質の標的防御による抗生物質耐性をコードする遺伝子は、すべての''L. アシドフィルス''株に存在し、すべての株で18種類の抗生物質に対する防御を提供していた。フルオロキノロン系、グリコペプチド系、リンコサミド系、マクロライド系、テトラサイクリン系は、''L. アシドフィルス''が最も高い耐性を示した5つの抗生物質クラスであり、これらのクラスに関連する300以上の遺伝子が存在した。
The specialization of [[Prokaryote|prokaryotic]] genomes is distinguishable when recognizing how the prokaryote replicates its [[DNA]] during [[Cell replication|replication]]. In ''L. acidophilus,'' replication begins at an origin called [[Origin of replication|oriC]] and moves bi-directionally in the form of [[DNA replication|replication forks]]. The DNA is synthesized continuously on the [[DNA replication|leading strand]] and in discontinuous [[Okazaki fragments]] on the [[DNA replication|lagging strand]] with help from the [[DNA polymerase III holoenzyme|DNA polymerase III]] enzyme. An RNA primer is needed to initiate the DNA synthesis on the leading and lagging strands. DNA polymerase III follows the RNA primer with the synthesis of DNA in the 5' to 3' direction. ''L. acidophilus'' consists of a small [[genome]] with a low [[GC-content|guanine-cytosine]] content, approximately 30%. A study comparing 46 genomes of varying strains of ''L. acidophilus'' found the genome size ranged from 1.95 Mb to 2.09 Mb, with an average size of 1.98 Mb. The average number of coding sequences in the genome was 1780, with the strains isolated from fermented foods and commercial probiotics having more coding sequences on average than those isolated from humans. ''L. acidophilus'' has an open state [[pan-genome]] (all of the genes within a species), meaning that the pan-genome size increased as the number of genomes sequenced increased. The core-genome (the genes shared by all individuals of a species) consist of around 1117 genes in the case of ''L. acidophilus.'' Genetic analysis also revealed that all ''L. acidophilus'' strains contained at least 15 families of glycosyl hydrolases, which are the key enzymes in carbohydrate metabolism. Each of the 15 GH families were involved in metabolizing common carbohydrates, such as glucose, galactose, fructose, sucrose, starch, and maltose. Genes encoding antibiotic resistance by means of antibiotic efflux, antibiotic target alteration, and antibiotic target protection were present in all ''L. acidophilus'' strains, providing protection against 18 different classes of antibiotic across all strains. Fluoroquinolone, glycopeptide, lincosamide, macrolide and tetracycline were the five classes of antibiotic to which ''L. acidophilus'' displayed the highest level of tolerance, with more than 300 genes relevant to these classes.
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