스타필로테르무스속

3. 세포 구조

''Staphylothermus marinus''는 독특한 형태를 가지고 있다. 영양분 수준이 낮을 때는 직경이 0.5~1.0mm에서 최대 100개의 덩어리로 이루어진 포도송이 모양의 집합체를 형성한다. 영양분 수준이 높을 때는 직경이 최대 15μm에 달하는 큰 세포 덩어리가 발견된다. S-층은 테트라브라키온이라고 하는 당단백질로 구성되어 있다. 테트라브라키온은 고온에서 안정적이며, 일반적으로 단백질을 변성시키는 화학 물질에 저항성이 있다. 테트라브라키온은 92,000kDa의 폴리펩타이드로 구성되어 있으며, 다른 테트라브라키온 하위 단위와 반응하여 세포를 덮는 격자 구조를 형성하는 돌기를 만든다. 테트라브라키온은 열과 화학적 변성에 저항성이 있다. ''S. marinus''는 1,610개의 단백질 코딩 유전자와 49개의 RNA 유전자를 가진 원형 염색체를 가지고 있다. ''Staphylothermus hellenicus''는 세포벽에 테트라브라키온이 없다. 이는 직경이 0.8~1.3μm로 자라는 응집된 구균, 절대 혐기성, 종속 영양, 고세균이다. 최대 50개의 세포로 구성된 큰 응집체를 형성하며, 1,580,347개의 뉴클레오타이드, 1,599개의 단백질 코딩 유전자 및 50개의 RNA 유전자를 포함하는 원형 염색체를 가지고 있다.

3. 1. 스타필로테르무스 마리누스

3. 2. 스타필로테르무스 헬레니쿠스

4. 대사

''스타필로테르무스 마리누스''(Staphylothermus marinus)와 ''스타필로테르무스 헬레니쿠스''(Staphylothermus hellenecus)는 특히 고온에서 작용하는 열에 안정적인 엑스트레모자임을 가진 호열성 세균이다. 두 생물 모두 황 의존적인 극한 해양 호열성 세균이다. 이 고세균들은 성장을 위해 황을 필요로 하지만, 황이 제한되면 수소를 생성할 수 있다. ''스타필로테르무스 마리누스''는 이러한 엑스트레모자임을 사용하여 황을 황화 수소로 전환한다.^[2] 황화 수소는 폐기물로 배출된다. ''스타필로테르무스 마리누스''는 황 환원에 관여하는 큰 단백질 복합체를 포함한다. ''스타필로테르무스 마리누스''와 ''스타필로테르무스 헬레니쿠스''는 황을 최종 전자 수용체로 사용하지만, 황 환원 과정에서 다른 막 복합체를 사용할 수 있다. ''S. 마리누스''는 퓨린 뉴클레오티드 생합성에 필요한 유전자가 없으므로, 퓨린 요구량을 충족하기 위해 환경의 공급원에 의존한다.^[2]

4. 1. 황 대사

4. 2. 퓨린 대사

5. 생태

''스타필로테르무스 마리누스''(Staphylothermus marinus)와 ''스타필로테르무스 헬레니쿠스''(Staphylothermus hellenicus)는 65~85°C 사이의 온도를 선호하는 고온성 미생물로 분류된다. 고온성 미생물은 열수 분출구와 같은 뜨거운 물 환경에서 서식한다. ''스타필로테르무스 마리누스''는 해저의 "블랙 스모커"의 가열된 지열 퇴적물에서 발견되었다. 최적 생장 온도는 85–92°C이다. 최대 생장 온도는 98°C이다. pH 6.5를 선호하며, pH 4.5~8.5에서 생장할 수 있고, 1~3.5% NaCl 농도를 선호한다. ''스타필로테르무스 헬레니쿠스''는 1996년 그리스 해안의 얕은 저온 열수 분출구에서 분리되었다. 최적 온도 85°C, pH 6 및 3–4% NaCl 농도에서 생장한다.

5. 1. 서식 환경

5. 2. 생장 조건

6. 생명공학적 응용

''스타필로테르무스 마리누스(Staphylothermus marinus)''와 ''스타필로테르무스 헬레니쿠스(Staphylothermus hellenicus)''는 매우 밀접한 관련이 있으며, 둘 다 열에 안정적인 효소 공급원으로서 생명공학에 사용될 수 있다. 이들이 함유한 효소는 현존하는 효소 중 가장 안정적이며 변성제에 대한 저항력이 가장 강하다. 열호성 미생물 효소는 DNA 중합 효소 연쇄 반응과 같은 중요한 절차를 수행하기 위해 생명공학에 사용되어 왔다. 이러한 열 안정성 효소는 또한 바이오 연료 및 생분해와 같은 산업 제품 및 공정에 사용된다. 특히 바이오 정제소는 열호성 미생물과 이들의 효소를 사용하여 바이오매스를 유용한 제품으로 변환한다. ''스타필로테르무스 마리누스''와 ''스타필로테르무스 헬레니쿠스''와 같은 열호성 미생물은 고온에서 작동할 수 있는 효소를 제공하여 더 나은 혼합, 오염 감소, 더 나은 용해도를 제공한다. 많은 과학자들은 열호성 미생물이 지구상에서 가장 오래된 생물이며, 생명의 기원이나 다른 우주에 생명체가 존재하는지에 대한 답을 과학자들에게 제공할 수 있다고 믿고 있다.

6. 1. 활용 분야

6. 2. 중요성

참조

_[1] 웹페이지 NCBI webpage on Staphylothermus ftp://ftp.ncbi.nih.g[...] National Center for Biotechnology Information 2007-03-19
_[2] 논문 Purine biosynthesis in archaea: variations on a theme 2011-12-14
_[3] 웹인용 NCBI taxonomy resources ftp://ftp.ncbi.nih.g[...] National Center for Biotechnology Information 2010-11-22