アセトバクター・アセチ

アセトバクター・アセチ
科学的分類
ドメイン：	細菌
門:	シュードモナドタ
クラス：	アルファプロテオバクテリア
注文：	ロドスピリラ目
家族：	酢酸菌科
属:	アセトバクター
種：	アセチ菌
二名法名
	アセトバクター・アセチ; (パスツール1864)ベイエリンク1898

アセトバクター・アセティは、周毛鞭毛を使って移動するグラム陰性細菌で、 1864年にルイ・パスツールがエタノールを酢酸に変換する原因であることを証明したことで発見されました。今日、 A. acetiは、アルファプロテオバクテリア綱アセトバクター科に属するアセトバクター属の一種として認識されています^{。 [1]その細菌運動性は、}A. aceti細胞が凝集して協力する複雑なコミュニティであるバイオフィルムの形成に重要な役割を果たしており、エタノールを代謝して酢酸を生成する能力をさらに高めています。^[2]さまざまな環境ニッチに広く分布しているこの良性の微生物は、花、果物、蜂蜜、水、土壌など、糖の発酵が起こる場所ならどこでも、発酵性糖が豊富な生息地で繁殖します。^[3]A. acetiは、25〜30℃の温度範囲（上限は35℃）、pH5.5〜6.3の弱酸性条件下で最もよく成長します。^[3]A. acetiは、末端電子受容体として酸素に依存する偏性好気性菌として、アルコールから酢酸を効率的に生産する発酵産業で長年使用されてきました^{。 [4]}A. acetiは好酸性菌に分類され、酸性環境で生存でき、酸性化した細胞質を持ち、ほとんどのタンパク質に酸安定性をもたらします。^[3] 発酵性糖が豊富な環境で繁殖する微生物の能力は、微生物の代謝と適応を研究するための生物としての可能性を示しています。

生態学的役割に加えて、A. aceti は、特に酢の生産において、ワインやサイダー中のエタノールを酢酸に変換する触媒として、大きな経済的価値を持っています。^[2]生成される酢酸は、アセテートレーヨン、プラスチック生産、ゴム生産、写真用化学薬品の製造に使用されます。工業用途に加えて、A. aceti のユニークな代謝能力は、バイオテクノロジー研究で注目を集めています。研究により、持続可能な製造プロセスにその酵素機構を使用することで、バイオベースの化学物質や再生可能材料の生産において重要な役割を果たす可能性があることがわかっています。アセトバクター・アセティは、生態学的、産業的、バイオテクノロジー的な重要性を持つ多面的な生物であり、代謝と経済的価値において極めて重要な役割を果たしています。^[3]

歴史

アセトバクター・ アセティの歴史は、酢の生産と微生物発酵の歴史と絡み合っています。発酵させた果物や穀物から作られる酢の生産は、数千年前に遡ります。古代文明では、酢を薬用や調理用に使用していました。時が経つにつれ、人々は、酸素の存在下で糖をアルコールに変換し、その後酢に変換する発酵プロセスにますます注目するようになりました。19世紀後半、オランダの微生物学者、マルティヌス・ベイエリンクは、酢の生産に関与するさまざまな細菌、具体的にはアセトバクター属を分離しました。^[5] 20世紀初頭、科学者ルイ・パスツールの研究により、アルコールから酢酸への変換におけるアセトバクター・アセティの役割が特定されました。A . アセティの研究は、酢の生産を超えて、バイオ燃料の生産、バイオレメディエーション、食品発酵、バイオポリマーの合成など、バイオテクノロジーへの応用の探求にまで広がりました。^[6]

遺伝学

アセトバクター・アセティはアセトバクター属とグルコノバクター属という2つの属を含むアセトバクター科に属します。^[7]アセトバクターはエタノールを酢酸に酸化しますが、グルコノバクターは代謝プロセスにグルコースのみを使用します。NBRC 14818やJCM20276など、配列が決定されたA. acetiの多くの株は、1つの染色体と4つのプラスミドからなるゲノムを含むことが示されています。^[5]^[8] A. aceti株NBRC 14818は、その染色体に3,596,270塩基対を含んでいます。^[5]

代謝

A. aceti は、高濃度の酢酸中でも生存できるという点でユニークな微生物です。^[9]この微生物は、エタノールから酢酸への 2 段階の酸化を利用します。エタノールは、ピロロキノリンキノン依存性アルコール脱水素酵素 (PQQ 依存性 ADH) と呼ばれる膜結合タンパク質によって酸化され、アセチルアルデヒドが生成されます。PQQ 依存性 ADH タンパク質は、ペリプラズム内に存在します。次に、アセチルアルデヒドは、酵素アルデヒド脱水素酵素^[10]によって酸化され、酢酸が生成され、エタノールが不完全に酸化されます。^{[11]その後、エタノールが枯渇した後、酢酸は}TCA 回路 (トリカルボン酸回路) で使用できます。次に、酢酸は、酵素アセチル CoA 合成酵素によって、またはホスホトランスアセチル化酵素と酢酸キナーゼによって媒介されて、アセチル CoAに変換されます。あるいは、排出ポンプによって酢酸が微生物から排出されることもあります。A. aceti株は細胞外酢酸濃度5～20パーセントに耐えることができる。^[12]

工業用途

酢酸の生産

A. acetiはエタノールから高濃度の酢酸を生産する能力があり、また酢酸に対して高い耐性も持っているため、工業用酢の製造に広く使用されています。^[13]

糖尿病

糖尿病は、何百万人ものアメリカ人を悩ませている重大な健康問題であり、研究者たちは効果的な治療法や潜在的な治療法を見つけようとしています。A . aceti は、糖尿病の制御における潜在的な役割から候補として浮上しています。プロバイオティクスは糖尿病治療の治療法として特定されており、最近の研究では、プロバイオティクスの低血糖効果を高めるためにクロムと亜鉛を豊富に含むA. aceti株が特定されています。研究者らは、 A. acetiの効能を、2 型糖尿病患者の一般的な治療薬であるメトホルミンと比較する実験を行いました。その結果、A. aceti はインスリン分泌を増加させるだけでなく、損傷した膵臓組織の修復にも寄与することが示され、糖尿病治療における貴重な治療法としての可能性を示しました。^[14]

セルロース生産

セルロースは炭水化物、特に多糖類で、植物、藻類、真菌、一部の細菌の細胞壁に含まれる。酢酸の生成とエタノールの酸化を通じて、A. aceti は細菌セルロースの合成に重要な役割を果たしている。細菌セルロースは、その高純度と結晶構造により、植物セルロースとは異なります。この細菌セルロースは、その高純度、強度、および独自の特性により高く評価されています。バイオフィルム、医療用包帯、食品の製造に使用されています。^[15]^[16]

バイオフィルムの形成

A. aceti は、多くの産業現場で銅や鋼鉄に深刻な腐食を引き起こす酢酸を生成するため、一般的に腐食性があると知られています。しかし、エタノール溶液中ではA. acetiのバイオフィルムが形成され、炭素や鋼鉄の腐食を防ぐ保護層として使用できることも発見されています。これは、 A. acetiバイオフィルムを使用して微生物による腐食を軽減すると、産業利益が増加するため重要です。 ^[17]

安全性

アセトバクター・アセティはヒトの病原菌ではないことが知られており、一般的に産業環境での取り扱いは安全であると考えられています。ヒトの皮膚は細菌が増殖するのに最適な条件ではないため、直接接触による感染や悪影響のリスクは低くなります。アセトバクター・アセティの最適増殖温度はヒトの体内の温度よりも低いため、ヒトや動物全般に生息する可能性は低く、FDA の GRAS (一般に安全と認められる) 微生物リストに掲載されています。

A. aceti は人間にほとんどリスクをもたらさないが、特に農業においては環境に影響を与える可能性がある。A . acetiは植物やその他の植物に有害であり、自然生態系を乱す可能性があることを示唆する証拠もある。A . aceti の代謝活動と酢酸の生成は土壌 pH と微生物群集に影響を及ぼし、土壌の健全性と生態系のダイナミクスに影響を与える可能性がある。A . aceti はリンゴやナシなどの果物の腐敗を引き起こすことも判明している。したがって、A. aceti は人間との接触には安全であると考えられているが、環境との相互作用については、その潜在的な生態学的影響を理解し、持続可能な管理方法に役立てるためにさらなる研究が必要である。^[18]^[19]

参考文献

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外部リンク

BacDive - 細菌多様性メタデータベースにおけるアセトバクター・アセティの標準株

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