Enterobacteriaceae - Enterobacteriaceae

Enterobacteriaceae
Citrobacter freundii , jeden člen rodiny
Vědecká klasifikace
Doména:	Bakterie
Kmen:	Proteobakterie
Třída:	Gammaproteobacteria
Objednat:	Enterobacterales
Rodina:	Enterobacteriaceae Rahn, 1937
Rody
Viz text

Enterobacteriaceae je velká rodina z gramnegativní bakterie . Poprvé to navrhl Rahn v roce 1936 a nyní zahrnuje více než 30 rodů a více než 100 druhů. Jeho klasifikace nad úroveň rodiny je stále předmětem diskuse, ale jedna klasifikace jej řadí do řádu Enterobacterales třídy Gammaproteobacteria v kmeni Proteobacteria . V roce 2016 byl popis a členové této rodiny vytvořeni na základě srovnávacích genomových analýz Adeolu et al.

Enterobacteriaceae zahrnuje, spolu s mnoha neškodnými symbionty , mnoho známějších patogenů , jako je Salmonella , Escherichia coli , Klebsiella a Shigella . Mezi další bakterie způsobující onemocnění v této rodině patří Enterobacter a Citrobacter . Členy Enterobacteriaceae lze triviálně označovat jako enterobakterie nebo „enterické bakterie“, protože několik členů žije ve střevech zvířat. Etymologie rodiny je ve skutečnosti enterobakterie s příponou k označení čeledi (aceae) - ne za rodem Enterobacter (což by bylo „Enterobacteraceae“) - a typovým rodem je Escherichia .

Morfologie

Členové Enterobacteriaceae jsou bacily (ve tvaru tyče) a mají obvykle délku 1–5 μm. Obvykle se objevují jako středně velké až velké šedé kolonie na krevním agaru, i když některé mohou exprimovat pigmenty.

Většina má mnoho bičíků používaných k pohybu, ale několik rodů je nepohyblivých. Většina členů Enterobacteriaceae má peritrichní fimbrie typu I zapojené do adheze bakteriálních buněk k jejich hostitelům.

Nejsou Spore -forming.

Metabolismus

Stejně jako ostatní proteobakterie mají Enterobactericeae gramnegativní skvrny a jedná se o fakultativní anaeroby , které fermentují cukry za vzniku kyseliny mléčné a různých dalších konečných produktů. Většina také redukuje dusičnany na dusitany , i když existují výjimky. Na rozdíl od většiny podobných bakterií Enterobacteriaceae obecně postrádají cytochrom c oxidázu , existují výjimky.

Reakce katalázy se u Enterobacteriaceae liší.

Ekologie

Mnoho členů této rodiny je normálními členy střevní mikrobioty u lidí a jiných zvířat, zatímco jiní se nacházejí ve vodě nebo půdě nebo jsou parazity na různých zvířatech a rostlinách.

Modelové organismy a lékařský význam

Escherichia coli je jedním z nejdůležitějších modelových organismů a její genetika a biochemie byly podrobně studovány.

Některé enterobakterie jsou důležitými patogeny, např. Salmonella nebo Shigella, např. Protože produkují endotoxiny . Endotoxiny se nacházejí v buněčné stěně a uvolňují se, když buňka zemře a buněčná stěna se rozpadne. Někteří členové Enterobacteriaceae produkují endotoxiny, které po uvolnění do krevního oběhu po lýze buněk způsobují systémovou zánětlivou a vazodilatační reakci. Nejzávažnější forma tohoto je známá jako endotoxický šok, který může být rychle smrtelný.

Historická systematika a taxonomie

Enterobacteriaceae byla původně jedinou rodinou pod řádem 'Enterobacteriales'. Rodina obsahovala velké množství biochemicky odlišných druhů s různými ekologickými mezerami, což ztěžovalo biochemické popisy. Původní klasifikace druhů do této čeledi a řádu byla z velké části založena na analýzách sekvencí genomu 16S rRNA, o nichž je známo, že mají nízkou rozlišovací schopnost, a jejichž výsledky závisí na použitém algoritmu a informacích o organismu. Navzdory tomu analýzy stále vykazovaly polyphyletické větvení, což naznačuje přítomnost odlišných podskupin v rodině.

V roce 2016 byla objednávka 'Enterobacteriales' přejmenována na Enterobacterales a rozdělena do 7 nových rodin, včetně emendované rodiny Enterobacteriaceae . Toto vylepšení omezilo rodinu tak, aby zahrnovala pouze ty rody přímo související s rodem typu, který zahrnoval většinu enterických druhů podle řádu. Tato klasifikace byla navržena na základě konstrukce několika robustních fylogenetických stromů za použití konzervovaných genomových sekvencí, 16S rRNA sekvencí a multilokusových sekvenčních analýz. Molekulární markery, konkrétně konzervované podpisové indely, specifické pro tuto rodinu, byly identifikovány jako důkazy podporující rozdělení nezávislé na fylogenetických stromech.

V roce 2017 následná studie využívající srovnávací fylogenomické analýzy identifikovala přítomnost 6 kladů na úrovni podčeledi v rámci čeledi Enterobacteriaceae , a to „clade Escherichia“, „Klebsiella clade“, „Enterobacter clade“, „Kosakonia clade“, „Cronobacter clade“, „Cedecea clade“ a „Enterobacteriaceae incertae sedis clade“ obsahující druhy, jejichž taxonomické umístění v rodině není jasné. Toto rozdělení však nebylo oficiálně navrženo, protože hodnost podčeledi se obecně nepoužívá.

Molekulární podpisy

Analýzy genomových sekvencí z druhů Enterobacteriaceae identifikovaly 21 konzervovaných signálních indelů (CSI), které jsou v této rodině jedinečně přítomny v proteinech NADH: ubichinon oxidoreduktáza (podjednotka M), protein záškubu motility PilT, 2,3-dihydroxybenzoát-AMP ligáza, ATP/ Protein vážící GTP, multifunkční komplex oxidace mastných kyselin (podjednotka alfa), S-formylglutathionhydroláza , aspartát-semialdehyddehydrogenáza , epimeráza , membránový protein , mravenčan dehydrogenyláza (podjednotka 7), glutathion S-transferáza , hlavní zprostředkovatel superrodinový transportér, fosfoglukosamin mutáza , protein rodiny glykosylhydrolázy 1, 23S rrna [uracil (1939) -C (5)]-methyltransferáza, co-chaperon HscB, N-acetylmuramoyl-L-alanin amidáza , sulfátový ABC transportér ATP vážící protein CysA a LPS montážní protein LptD . Tyto CSI poskytují molekulární prostředky k rozlišení Enterobacteriaceae od jiných čeledí v řádu Enterobacterales a jiných bakterií.

Rody

Platně publikované rody

Následující rody byly platně publikovány, mají tedy „Stojící v nomenklatuře“. Rok, kdy byl rod navržen, je uveden v závorkách za jménem rodu.

Rody Candidatus

Navrhované rody

Následující rody byly účinně, ale ne platně, publikovány, takže nemají „Stojící v nomenklatuře“. Rok, kdy byl rod navržen, je uveden v závorkách za rodovým jménem.

Identifikace

K identifikaci různých rodů Enterobacteriaceae může mikrobiolog provést v laboratoři sérii testů. Tyto zahrnují:

• Fenolová červeň
• Tryptonový vývar
• Fenylalaninový agar pro detekci produkce deaminázy , která převádí fenylalanin na kyselinu fenylpyruvovou
• Methylové červené nebo Voges-Proskauerovy testy závisí na trávení glukózy . Methylová červeň testuje kyselé konečné produkty. Voges Proskauer testuje produkci acetylmethylkarbinolu .
• Katalázový test na živných agarových testech na produkci enzymu katalázy, který štěpí peroxid vodíku a uvolňuje plynný kyslík.
• Oxidázový test na živných agarových testech na produkci enzymu oxidázy , který reaguje s aromatickým aminem za vzniku purpurové barvy.
• Testy živinové želatiny k detekci aktivity enzymu želatinázy .

V klinickém prostředí tvoří tři druhy 80 až 95% všech identifikovaných izolátů. Jedná se o Escherichia coli , Klebsiella pneumoniae a Proteus mirabilis . Nicméně, Proteus mirabilis je nyní považován za součást Morganellaceae , sesterská kladu v rámci Enterobacterales .

Odolnost proti antibiotikům

Bylo izolováno několik kmenů Enterobacteriaceae, které jsou rezistentní na antibiotika, včetně karbapenemů , které jsou často prohlašovány za „poslední linii antibiotické obrany“ proti rezistentním organismům. Například některé kmeny Klebsiella pneumoniae jsou rezistentní na karbapenem. U karbapenem rezistentních Enterobacteriaceae, včetně Escherichia coli a Klebsiella pneumoniae, byly identifikovány různé geny karbapenemázy (blaOXA-48, blaKPC a blaNDM-1, blaVIM a blaIMP) .

Reference

externí odkazy

• Enterobacteriaceae genomy a související informace na Patric , je Bioinformatics Resource Center financováno NIAID
• Hodnocení nového počítačově vylepšeného identifikačního programu pro mikroorganismy: adaptace BioBASE pro identifikaci členů čeledi Enterobacteriaceae [1]
• Brown, AE (2009). Bensonovy mikrobiologické aplikace: laboratorní příručka z obecné mikrobiologie. New York: McGraw- Hill.