Enterobacteriaceae - Enterobacteriaceae

Энтеробактерии
Citrobacter freundii.jpg
Citrobacter freundii , один из членов семейства
Научная классификация е
Домен: Бактерии
Тип: Протеобактерии
Класс: Гаммапротеобактерии
Порядок: Enterobacterales
Семья: Enterobacteriaceae
Rahn, 1937 год.
Роды

См. Текст

Enterobacteriaceae большая семья из грамотрицательных бактерий . Впервые он был предложен Раном в 1936 году и сейчас включает более 30 родов и более 100 видов. Его классификация выше уровня семейства все еще является предметом споров, но одна из классификаций помещает его в порядок Enterobacterales класса Gammaproteobacteria в типе Proteobacteria . В 2016 году описание и члены этого семейства были изменены на основе сравнительного геномного анализа Adeolu et al.

Enterobacteriaceae включает в себя, наряду со многими безвредными симбионтами , многие из более известных патогенов , такие как Salmonella , Escherichia coli , Klebsiella и Shigella . К другим болезнетворным бактериям этого семейства относятся Enterobacter и Citrobacter . Члены Enterobacteriaceae можно тривиально назвать энтеробактериями или «кишечными бактериями», поскольку некоторые из них живут в кишечнике животных. Фактически этимология семейства - enterobacterium с суффиксом для обозначения семейства (aceae) - не после рода Enterobacter (который будет называться «Enterobacteraceae») - и типовым родом является Escherichia .

Морфология

Члены Enterobacteriaceae представляют собой палочки (палочковидные) и обычно имеют длину 1–5 мкм. Обычно они появляются в виде серых колоний от среднего до большого размера на кровяном агаре, хотя некоторые могут экспрессировать пигменты.

У большинства из них много передвижных жгутиков , но некоторые роды неподвижны. У большинства представителей Enterobacteriaceae есть перитрихиальные фимбрии I типа, участвующие в адгезии бактериальных клеток к своим хозяевам.

Они не спорообразующие .

Метаболизм

Как и другие протеобактерии, Enterobactericeae имеют грамотрицательные пятна и являются факультативными анаэробами , ферментирующими сахара с образованием молочной кислоты и различных других конечных продуктов. Большинство из них также восстанавливают нитраты до нитритов , хотя существуют исключения. В отличие от большинства подобных бактерий, у Enterobacteriaceae обычно отсутствует цитохром-с-оксидаза , но есть исключения.

Каталазные реакции различаются у Enterobacteriaceae.

Экология

Многие члены этого семейства являются нормальными членами микробиоты кишечника людей и других животных, в то время как другие обитают в воде или почве или являются паразитами на различных животных и растениях.

Модельные организмы и медицинская значимость

Escherichia coli - один из важнейших модельных организмов , генетика и биохимия которого были тщательно изучены.

Некоторые энтеробактерии являются важными патогенами, например, сальмонелла или шигелла, например, потому что они продуцируют эндотоксины . Эндотоксины находятся в клеточной стенке и высвобождаются, когда клетка умирает и клеточная стенка распадается. Некоторые представители Enterobacteriaceae продуцируют эндотоксины, которые при попадании в кровоток после лизиса клеток вызывают системный воспалительный и сосудорасширяющий ответ. Самая тяжелая форма этого заболевания известна как эндотоксический шок, который может привести к быстрому летальному исходу.

Историческая систематика и систематика

Enterobacteriaceae изначально были единственным семейством под отрядом «Enterobacteriales». Семейство содержало большое количество биохимически различных видов с разными экологическими нишами, что затрудняло биохимические описания. Первоначальная классификация видов по этому семейству и порядку была в значительной степени основана на анализе последовательности генома 16S рРНК, который, как известно, имеет низкую дискриминационную способность, а результаты изменений зависят от используемого алгоритма и информации об организме. Несмотря на это, анализы по-прежнему демонстрируют полифилетическое ветвление, что указывает на наличие отдельных подгрупп внутри семейства.

В 2016 году заказ Enterobacteriales был переименован в Enterobacterales и разделен на 7 новых семейств, включая измененное семейство Enterobacteriaceae . Эта поправка ограничивала семейство включением только тех родов, которые непосредственно связаны с типовым родом, который включает большинство кишечных видов в порядке. Эта классификация была предложена на основе построения нескольких надежных филогенетических деревьев с использованием консервативных последовательностей генома, последовательностей 16S рРНК и анализа мультилокусных последовательностей. Молекулярные маркеры, особенно консервативные индели сигнатур, специфичные для этого семейства, были идентифицированы как свидетельство, подтверждающее разделение, независимое от филогенетических деревьев.

В 2017 году последующее исследование с использованием сравнительного филогеномного анализа выявило наличие 6 клад на уровне подсемейства в семействе Enterobacteriaceae , а именно «клады Escherichia», «Klebsiella clade», «Enterobacter clade», «Kosakonia clade», «Cronobacter clade», «Cedecea clade» и «Enterobacteriaceae incertae sedis clade», содержащие виды, таксономическое положение которых в семействе неясно. Однако это деление официально не предлагалось, поскольку ранг подсемейства обычно не используется.

Молекулярные подписи

Анализ последовательностей генома видов Enterobacteriaceae выявил 21 консервативную сигнатурную индель (CSI), которая уникально присутствует в этом семействе в белках NADH: убихинон оксидоредуктаза (субъединица M), белок дергающейся подвижности PilT, лигаза 2,3-дигидроксибензоат-AMP, АТФ / ГТФ-связывающий белок, окисление многофункционального жирной кислоты комплекса (субъединица альфа), S-formylglutathione гидролаза , аспартаты-полуальдегиддегидрогеназа , эпимераза , мембранный белок , формиат dehydrogenylase (субъединица 7), глутатион - S-трансфераза , основной посредник надсемейства переносчик, phosphoglucosamine мутазы , белок семейства гликозилгидролаз 1, 23S рРНК [урацил (1939) -C (5)] - метилтрансфераза, ко-шаперон HscB, N-ацетилмурамоил-L-аланинамидаза , сульфатный переносчик ABC АТФ-связывающий белок CysA и сборочный белок LPS LptD . Эти CSI обеспечивают молекулярные средства отличия Enterobacteriaceae от других семейств в отряде Enterobacterales и других бактерий.

Роды

Правильно опубликованные роды

Следующие роды были официально опубликованы, поэтому они имеют «Номенклатуру». Год предложения рода указан в скобках после названия рода.

Candidatus родов

Предлагаемые роды

Следующие роды были опубликованы эффективно, но недействительно, поэтому они не имеют «позиции в номенклатуре». Год предложения рода указан в скобках после названия рода.

  • Аквамонас (2009)
  • Атлантибактер (2016)
  • Superficieibacter (2018)

Идентификация

Чтобы идентифицировать различные роды Enterobacteriaceae, микробиолог может провести серию тестов в лаборатории. Это включает:

В клинических условиях три вида составляют от 80 до 95% всех идентифицированных изолятов. Это кишечная палочка , Klebsiella pneumoniae и Proteus mirabilis . Однако Proteus mirabilis теперь считается частью Morganellaceae , сестринской клады Enterobacterales .

Устойчивость к антибиотикам

Было выделено несколько штаммов Enterobacteriaceae, устойчивых к антибиотикам, включая карбапенемы , которые часто называют «последней линией антибиотической защиты» против резистентных организмов. Например, некоторые штаммы Klebsiella pneumoniae устойчивы к карбапенемам. Различные гены карбапенемаз (blaOXA-48, blaKPC и blaNDM-1, blaVIM и blaIMP) были идентифицированы у устойчивых к карбапенемам Enterobacteriaceae, включая Escherichia coli и Klebsiella pneumoniae .

использованная литература

внешние ссылки

  • Геномы Enterobacteriaceae и соответствующая информация в PATRIC , Ресурсном центре биоинформатики, финансируемом NIAID
  • Оценка новой компьютерной программы идентификации микроорганизмов: адаптация BioBASE для идентификации членов семейства Enterobacteriaceae [1]
  • Браун, AE (2009). Микробиологические приложения Бенсона: лабораторное руководство по общей микробиологии. Нью-Йорк: Макгроу-Хилл.