CORYNEBACTERIUM GLUTAMICUM: CIRI, MORFOLOGI, BUDAYA - BIOLOGI - 2026

Corynebacterium glutamicum adalah bakteria berbentuk batang anaerobik gram positif, fakultatif yang terdapat di dalam tanah. Ia tidak berbentuk spora atau patogen. Bersama dengan selebihnya Corynebacteriaceae dan bakteria keluarga Mycobacteriaceae dan Nocardiaceae, ia adalah sebahagian daripada kumpulan yang dikenali sebagai kumpulan CMN. Kumpulan ini merangkumi banyak bakteria yang penting dalam perubatan dan veterinar.

Bakteria C. glutamicum digunakan secara meluas dalam industri untuk penghasilan asid amino. Penggunaan bakteria ini untuk pengeluaran industri bermula lebih dari 40 tahun.

Corynebacterium glutamicum. Foto oleh AJC1 Flickr. Diambil dan diedit dari https://www.acercaciencia.com/2013/05/16/germenes-con-caracteristicas-humanas/corynebacterium-glutamicum-by-ajc1-flickr/

Jumlah asid amino yang dihasilkan oleh bakteria ini, termasuk monosodium glutamat dan L-lisin, kini melebihi 100 tan setahun.

Ciri umum

Bakteria ini memecah karbohidrat melalui proses penapaian. Pengeluaran asid amino dipengaruhi oleh sumber karbon yang diberikan dan oleh keadaan tambahan tertentu seperti batasan biotin.

Untuk mendapatkan inokula, media kultur kompleks tripton (YT), ekstrak ragi dan media minimum CGXII yang telah diubah telah digunakan.

Untuk penanaman, disyorkan suhu 30 ° C dan pH 7,4 - 7,5. Sumber karbon, serta zat yang akan digunakan untuk memperkaya tanaman, akan bergantung pada hasil yang akan diperoleh.

Sebagai contoh, glukosa, ammonium sulfat, magnesium sulfat, dan dipotassium fosfat didapati mempunyai pengaruh yang signifikan terhadap pengeluaran suksinat.

Untuk mendapatkan kepekatan L-lisin yang tinggi, medium kultur mesti mempunyai glukosa, amonium sulfat, kalsium karbonat, asid bakokasamino, tiamin hidroklorida, D-biotin, kalium dihidrogen fosfat, magnesium sulfat heptahidrat, feros sulfat heptahydrate dan mangan klorida tetrahidrat.

Corynebacterium glutamicum, Foto oleh Carlos Barreiro. Diambil dan diedit dari http://www.dicyt.com/viewItem.php?itemId=14535

Patogen

Walaupun kebanyakan bakteria yang tergolong dalam keluarga Corynebacteriaceae bersifat patogen, beberapa di antaranya, termasuk C. glutamicum, tidak berbahaya. Yang terakhir, yang dikenali sebagai non-difteria corynebacteria (CND), adalah komensal atau saprofit yang boleh terdapat pada manusia, haiwan dan tanah.

Beberapa CND, seperti C. glutamicum dan C. feeiciens, digunakan dalam penghasilan asid amino dan vitamin penting.

Kegunaan dalam bioteknologi

Genom C. glutamicum relatif stabil, tumbuh dengan cepat, dan tidak mengeluarkan protease ekstraselular. Selanjutnya, ia tidak patogen, tidak membentuk spora, dan mempunyai keperluan pertumbuhan yang relatif rendah.

Ciri-ciri ini, dan fakta bahawa ia menghasilkan enzim dan sebatian berguna lain, telah memungkinkan bakteria ini disebut sebagai "tenaga kerja" dalam bioteknologi.

Pengeluaran asid amino

Produk pertama yang dijumpai dikenali sebagai biosintesis oleh C. glutamicum adalah glutamat. Glutamat adalah asid amino tidak penting yang terdapat di sekitar 90% sinaps di otak.

Ini terlibat dalam penghantaran maklumat antara neuron sistem saraf pusat dan dalam pembentukan dan pemulihan ingatan.

Lisin, asid amino penting bagi manusia dan sebahagian protein yang disintesis oleh makhluk hidup, juga dihasilkan oleh C. glutamicum.

Asid amino lain yang diperoleh daripada bakteria ini termasuk threonine, isoleucine, dan serine. Threonine digunakan terutamanya untuk mencegah munculnya herpes.

Serine membantu dalam penghasilan antibodi dan imunoglobulin. Isoleusin, sebahagiannya, terlibat dalam sintesis protein dan pengeluaran tenaga semasa latihan fizikal.

Produk dan aplikasi lain

Pantothenate

Ini adalah bentuk vitamin B5 yang paling aktif (asid pantotenat), kerana kalsium pantothenate digunakan sebagai makanan tambahan dalam diet. Vitamin B5 sangat penting dalam sintesis karbohidrat, lipid dan protein.

Asid organik

Antara lain, C. glutamicum menghasilkan laktat dan suksinat. Lactate mempunyai pelbagai aplikasi, seperti pelembut kain, pengatur keasidan makanan, penyamakan kulit, penyucian, antara lain.

Succinate, sebahagiannya, digunakan untuk pengeluaran lakuer, pewarna, minyak wangi, bahan tambahan makanan, ubat-ubatan dan untuk pembuatan plastik yang boleh terurai.

Alkohol

Oleh kerana ia menghasilkan gula, ia mampu menghasilkan alkohol, seperti etanol dan isobutanol. Atas sebab ini, terdapat percubaan untuk sintesis etanol dalam tanaman C. glutamicum dari sisa tebu. Objektif percubaan ini adalah untuk mencapai pengeluaran biofuel industri.

Xylitol, poliol, atau alkohol gula, digunakan sebagai pemanis bagi penderita diabetes kerana tidak meningkatkan kadar gula dalam darah.

Bioremediasi

C. glutamicum mengandungi dua operon dalam genomnya, yang disebut ars1 dan ars2, yang tahan terhadap arsenik. Terdapat kajian yang sedang dijalankan dengan tujuan akhirnya menggunakan bakteria ini untuk menyerap arsenik dari persekitaran.

Plastik terbiodegradasi

Sebagai tambahan kepada suksinat, asid organik yang dihasilkan secara semula jadi oleh bakteria, berguna untuk pengeluaran plastik terbiodegradasi, ada sebatian lain yang mungkin dapat digunakan untuk tujuan ini.

Sebatian ini adalah poliester yang dipanggil poli (3-hydroxybutyrate) (P (3HB)). P (3HB) tidak dihasilkan secara semula jadi oleh C. glutamicum. Walau bagaimanapun, jurutera genetik telah menjalankan kajian untuk membuat bakteria, dengan manipulasi genetik, jalur biosintetik yang memungkinkannya dihasilkan.

Rujukan

1. S. Abe, K.-I. Takayama, S. Kinoshita (1967). Kajian taksonomi terhadap bakteria penghasil asid glutamat. Jurnal Mikrobiologi Umum dan Gunaan.
2. J.-Y. Lee, Y.-A. Na, E. Kim, H.-S. Lee, P. Kim (2016). The actinobacterium Corynebacterium glutamicum, seorang pekerja industri. Jurnal Mikrobiologi dan Bioteknologi.
3. J. Lange, E. Münch, J. Müller, T. Busche, J. Kalinowski, R. Takors, B. Blombach (2018). Menentukan penyesuaian Corynebacterium glutamicum dalam peralihan dari aerobiosis melalui mikroerobiosis ke anaerobiosis. Gen
4. S. Wieschalka, B. Blombach, M. Bott, BJ Eikmanns (2012). Penghasilan berasaskan organik asid organik dengan Corynebacterium glutamicum. Bioteknologi.
5. M. Wachi (2013). Pengeksport asid amino di Corynebacterium glutamicum. Dalam: H. Yukawa, M. Inui (Eds.) Corynebacterium glutamicum biologi dan bioteknologi.
6. Corynebacterium glutamicum. Di Wikipedia. Diakses pada 25 September 2018 dari en.wikipedia.org.
7. Corynebacterium glutamicum. Di Microbe Wiki. Diakses pada 25 September 2018 dari microbewiki.kenyon.edu.