Role of the Extremolytes Ectoine and Hydroxyectoine as Stress Protectants and Nutrients: Genetics, Phylogenomics, Biochemistry, and Structural Analysis.
Role of the Extremolytes Ectoine and Hydroxyectoine as Stress Protectants and Nutrients: Genetics, Phylogenomics, Biochemistry, and Structural Analysis.
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DOI：
10.3390/genes9040177
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发表时间：
2018-03-22
期刊：
影响因子：
3.5
通讯作者：
Bremer E
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Czech L;Hermann L;Stöveken N;Richter AA;Höppner A;Smits SHJ;Heider J;Bremer E
在许多微生物的自然栖息地中，环境渗透压的波动是普遍存在的应激因素，因为它们不可避免地引发了渗透诱导的水穿过半透性细胞质膜的通量。在高渗条件下，许多微生物通过积累一类有限的有机渗透物，即相容性溶质，来抵御水外排和随后的细胞质脱水和肿胀下降的有害影响。外托因及其衍生物5-羟基外托因是这些化合物的重要成员，被细菌和一些古细菌和真核生物广泛合成，以应对高盐度/渗透压和/或极端生长温度。外托因具有优异的功能保存特性，这些特性使它们被描述为化学伴侣，并促进了工业规模生物技术生产过程的发展，以用于生物技术、皮肤护理和医学。在此，我们回顾了目前关于外托因/羟外托因生物合成酶的生物化学知识和其中一些可用的晶体结构，探讨了潜在的生物合成基因的遗传学及其转录调控，并对外托因/羟外托因生物合成基因进行了广泛的系统基因组分析。此外，我们解决生物化学，系统基因组学和遗传调控的替代使用外托因作为营养物质。
Fluctuations in environmental osmolarity are ubiquitous stress factors in many natural habitats of microorganisms, as they inevitably trigger osmotically instigated fluxes of water across the semi-permeable cytoplasmic membrane. Under hyperosmotic conditions, many microorganisms fend off the detrimental effects of water efflux and the ensuing dehydration of the cytoplasm and drop in turgor through the accumulation of a restricted class of organic osmolytes, the compatible solutes. Ectoine and its derivative 5-hydroxyectoine are prominent members of these compounds and are synthesized widely by members of the Bacteria and a few Archaea and Eukarya in response to high salinity/osmolarity and/or growth temperature extremes. Ectoines have excellent function-preserving properties, attributes that have led to their description as chemical chaperones and fostered the development of an industrial-scale biotechnological production process for their exploitation in biotechnology, skin care, and medicine. We review, here, the current knowledge on the biochemistry of the ectoine/hydroxyectoine biosynthetic enzymes and the available crystal structures of some of them, explore the genetics of the underlying biosynthetic genes and their transcriptional regulation, and present an extensive phylogenomic analysis of the ectoine/hydroxyectoine biosynthetic genes. In addition, we address the biochemistry, phylogenomics, and genetic regulation for the alternative use of ectoines as nutrients.
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大肠杆菌中异源异源产生：通过代谢瓶颈子。
DOI：
10.1186/1746-1448-4-12
发表时间：
2008-08-29
期刊：
Saline systems
影响因子：
--
作者：
Bestvater, Thorsten;Louis, Petra;Galinski, Erwin A
通讯作者：
Galinski, Erwin A
影响因子：
2.5
作者：
Alves, Flavia de Lima;Stevenson, Andrew;Hallsworth, John E.
通讯作者：
Hallsworth, John E.
影响因子：
2.1
作者：
BOOTH, IR;HIGGINS, CF
通讯作者：
HIGGINS, CF
影响因子：
5.4
作者：
Booth, Ian R.
通讯作者：
Booth, Ian R.
影响因子：
4.8
作者：
Bourot, S;Sire, O;Bernard, T
通讯作者：
Bernard, T