Метилотрофы , или Метилобактерии — аэробные или анаэробные бактерии , использующие в качестве источников углерода и энергии окисленные или замещённые производные метана , не имеющие С-С связи (около 50 соединений), но неспособные расти на самом метане. Ростовыми субстратами для метилобактерий служат метанол , метиламин , диметиламин , триметиламин , галометаны (хлорметан и дихлорметан), серосодержащие соединения — метансульфоновая кислота, диметилсульфид и многие другие. Некоторые из этих соединений, например, триметиламин — (СН ₃ ) ₃ N, содержат более одного атома углерода, но не имеют С-С связи. Метилобактерии, в отличие от метанотрофов , не имеют сложной системы внутрицитоплазматических мембран (ВЦМ). По типу питания различают три группы метилобактерий:

• Облигатные — растут только на С ₁ -соединениях;
• Ограниченно-факультативные — используют наряду с С ₁ -субстратами одно или несколько полиуглеродных (С _n ) соединений;
• Факультативные — используют, кроме С ₁ -соединений, широкий спектр С _n -соединений.

Также существуют метазотрофы. Это микроорганизмы, способные только окислять, либо ассимилировать, но не расти на С ₁ -соединениях, то есть не могут использовать их одновременно как источник углерода и энергии. В последние годы установлено, что аэробные метилобактерии повсеместно распространены в природе и вносят жизненно важный вклад в биосферные циклы углерода, азота, фосфора и других биогенных макро- и микроэлементов. Наряду с метанотрофами, метилобактерии являются важнейшим звеном в цепи метаболических превращений летучих С ₁ -соединений, также своеобразным биофильтром на их пути в тропосферу, уменьшающим опасную вероятность истощения озонового слоя Земли. В связи с тем, что растения являются глобальными продуцентами метанола на Земле метилобактерии часто ассоциированы с растениями влияя на их рост и развитие.

Открытые в конце XIX века аэробные метилобактерии долгое время оставались энигматическими объектами, о чём свидетельствовали редкие публикации. Лишь во второй половине XX века основополагающие исследования Дж. Р. Квейла, Л. Затмана, К. Энтони, М. Лидстром и К. Маррелла, открывших новые ферменты и гены путей С ₁ -метаболизма, придали мощный импульс развитию метилотрофии как научного направления.

Биотехнологическое значение

Доступность метанола как возобновляемого субстрата и успехи в расшифровке биохимической и генетической структуры уникальных путей С ₁ -метаболизма у метилобактерий создали научную основу для промышленной реализации их биотехнологического потенциала.

Метилотрофные микроорганизмы представляют значительный интерес как потенциальные объекты биотехнологии: для производства белка, ферментов, липидов, стеринов, гормонов, антиоксидантов, пигментов, полисахаридов, факторов транспорта железа, первичных и вторичных метаболитов и пр.

Представители

На сегодняшний день метилотрофы выявлены среди представителей родов: , Afipia , , , , , , , Bacillus , Beggiatoa , , , , , , Hyphomicrobium , , , , , Methylobacterium , , , , , , , , , , , , , , Mycobacterium , , , , .

Примечания

Литература

• Троценко Ю. А., Доронина Н. В., Торгонская М. Л. Аэробные метилобактерии // Пущино: ОНТИ ПНЦ РАН. 2010. 325 с.
• Nemecek-Marshall M., MacDonald R.C., Franzen J.J., Wojciechowski C.L., Fall R. Methanol emission from leaves // Plant Physiol. 1995. V.108. N.4. P. 1359—1368.
• Kutschera U. Plant-associated methylobacteria as co-evolved phytosymbionts: a hypothesis // Plant Signal. Behav. 2007 V.2. P. 74-78.