麦氏交替单胞菌

{{Speciesbox
| taxon = Alteromonas macleodii
| genus = Alteromonas
| authority = Baumann et al. 1972 (Approved Lists 1980)
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| type_strain = [https://www.atcc.org/products/27126| ATCC 27126]它是一种需氧细菌，于1972年一项对需氧细菌进行的调查中首次被发现，此后被归入变形菌门，并被认为是0至50米之间地表水的重要组成部分。它具有一个460万个碱基对的单个环状DNA染色体。目前正在研究某些麦氏交替单胞菌菌株的工业用途，包括化妆品、生物乙醇生产和稀土开采。

形态学
麦氏交替单胞菌是一种被包囊的革兰氏阴性异养的γ-变形菌。它是需氧的并具有运动能力，并带有一个的无鞘极鞭毛。它们在北大西洋和地中海的细菌丰度中占据很大比例，分别占颗粒附着细菌总数的9%和23%中的位置和分布。]]
最初，描述了麦氏交替单胞菌的两种生态型，因为生态位分化导致两种不同的细菌菌株占据不同的水深层次。“深海生态型”更适合微氧环境，它会迅速沉入更深的远洋带，并依赖于不同的碳源谱系。最近，深海生态型菌株被重新分类为地中海交替单胞菌（Alteromonas mediterranea）。一种不依赖于ATP酶的机制参与铁载体的运输，这些铁载体可以为细菌获取铁，而铁则被酶类用于促进碳代谢过程。

麦氏交替单胞菌的生理反应取决于摄取的氨基酸类型。D-丙氨酸、D-丝氨酸和D-谷氨酸等D-氨基酸会降低代谢活性，同时抑制胞外聚合物（EPS）的产生。胞外聚合物的产生有助于海洋细菌物种的细胞聚集和生物膜的形成。矛盾的是，麦氏交替单胞菌对D-氨基酸的摄取阻碍了EPS的产生，但通过促进其他独立的聚集因子促进了生物膜的形成。

生态学
适应于表面环境的麦氏交替单胞菌非常适合降解各种糖类和氨基酸。这些细菌通常附着在小颗粒上，但也可以自由生活，并且能够利用多种不同的底物进行生长。麦氏交替单胞菌是一种富养菌，在高碳和营养浓度下能够快速生长，对底物的利用具有灵活性。还发现海洋异养生物与束毛藻相关，这是一种丝状蓝藻，可在海洋中固定氮。麦氏交替单胞菌可能会影响束毛藻代谢，从而允许甲醇的分解代谢和自由基氧的解毒。

铁限制
在铁充足的条件下，麦氏交替单胞菌的呼吸速率显着降低。铁金属与细菌代谢的几个关键过程有关，例如柠檬酸循环、糖酵解和氧化磷酸化，当铁的可用性不足时，这些过程的功能都会受到限制。因此，当铁受到限制时，麦氏交替单胞菌的生长速度会降低，尽管沿海种群的菌株生长速度比大洋中部种群的生长速度降低得更多。

铜应力
细菌暴露于铜元素的增加可能通过多种途径发生，例如营养物浸出、船体金属或天然矿藏。在铜浓度增加的条件下，麦氏交替单胞菌的生物膜产生显着增加，作为对铜诱导应激的防御性反应。这些细菌能够在铜浓度非常高的区域定殖，使它们在这些条件下比其他细菌更具优势。

大型藻类分泌的细胞壁多糖被麦氏交替单胞菌等微生物降解，是海洋生态系统碳的主要来源。麦氏交替单胞菌表现出两种不同的碳吸收策略，具体取决于其栖息地中存在的多糖类型。当降解常见的多糖，例如海带多糖、海藻酸盐和果胶时，麦氏交替单胞菌在不同时间释放不同的分解代谢物以降解各自的底物。海带多糖是第一个被降解的多糖，其次是海藻酸盐和果胶。碳利用的这种时间变化是CAZymes和多糖利用基因片段转录活性转变的结果。这些细胞适应的双相性质表明麦氏交替单胞菌在多糖DOC的降解过程中能够适应大型藻类群落的结构变化。

海藻酸盐是一种凝胶结构的多糖，是大型藻类细胞壁的常见成分，也是许多生物体的营养和碳源。麦氏交替单胞菌是碳循环的关键组成部分，因为它们会降解海藻酸盐，增加海洋环境中DOC的消耗。此外，已发现麦氏交替单胞菌在藻酸盐降解方面胜过其他种类的细菌，表明麦氏交替单胞菌在生态碳循环中发挥着特别重要的作用。藻类多糖和蛋白质的降解对于养分获取至关重要，并具有防止红藻过度生长的作用。与地表水相关的菌株，如ATCC 21726，具有约460万个碱基对的单个环状基因组。麦氏交替单胞菌估计有4400个总基因

麦氏交替单胞菌在全球范围内分布在0至50米深度的表层海洋中与藻类底物的铁载体产生和降解相关的关键基因也是水平转移的。

基因组岛
不同菌株之间的基因组岛的内容差异很大，特别是编码着存在于鞭毛和细胞外表面上的多糖类物质的基因，可能在避免噬菌体感染方面发挥作用。虽然菌株之间存在差异，但麦氏交替单胞菌通常具有基因组特征，这些特征赋予对铜和其他重金属非常高的耐受性。特别耐金属菌株中的巨大质粒含有多个与埃希氏菌和假单胞菌中的金属解毒系统同源的拷贝。

铜由于其固有的抗菌特性可防止细菌生长，从而最大限度地减少生物膜的形成。然而，一些麦氏交替单胞菌菌株仍然能够在铜浓度升高的情况下诱导生物膜的生长。这些菌株的双鸟苷酸环化酶（DGC）基因发生了改变，该基因控制着麦氏交替单胞菌中生物膜的表达。DGC基因的特定亚组在某些菌株中高度表达，通过放大促进生物膜形成的信号转导来增强生物膜的发育。这个过程改变了微生物群落的结构，影响了微环境和生物地球化学循环。麦氏交替单胞菌和地中海交替单胞菌共有3200个基因，其中1200至1600个是各自独有的。*GI的某些成分是溶原性或有缺陷的噬菌体，这些广泛使用的GI之一编码病毒衍生的错配修复和RNA伴侣基因。和自复制短尾噬菌体的成员。

工业用途
将亚碲酸钾还原为碲元素
碲是一种极其稀有的准金属，存在于地壳中，具有理想的光学和电子特性。然而，目前碲的工业生产需要使用对人类和环境都有害的物质。因此，越来越多的研究通过生物技术应用从各种不常见和稀有金属中细菌生物合成纳米粒子来提取准金属。含有κ-卡拉胶酶的囊泡可用于生产生物乙醇，因为它们将富含碳水化合物的生物质转化为糖。红海藻中存在的生物分子，如维生素和类胡萝卜素，也被提取用于商业用途，与生物乙醇生产过程相结合。“deepsane”的研究特性包括可能由于乙酸盐和丙酮酸盐之间的相互作用而导致的高粘度，使其成为目前用于食品和化妆品的其他粘性聚合物的替代品。

水处理的其他未来前景
麦氏交替单胞菌在补充葡萄糖的培养基中生长时，会分泌一种意想不到的高分子量聚合物，从而改变碳水化合物的组成。该聚合物被发现富含糖醛酸，因此有望具有重金属结合能力，可用于废水处理。

参考文献
拓展阅读
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外部链接
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