A Rhodospirillum rubrum (R. rubrum) egy Gram-negatív, rózsaszínű színű, 800-1000 nanométeres méretű proteobaktérium. Fakultatív anaerob, tehát aerob körülmények között aerob légzéshez oxigént, anaerob körülmények között pedig alternatív terminális elektronakceptort képes felhasználni az anaerob légzéshez. A R. rubrum alternatív terminális elektronakceptorai közé tartozik a dimetil-szulfoxid vagy a trimetilamin-oxid.
| Rhodospirillum rubrum | |
|---|---|
 |
|
| Tudományos besorolás | |
| Királyság: | |
| Törzs: | |
| Class: | |
| Orend: | |
| Family: | |
| Genus: | |
| Species: |
R. Rubrum
|
| Binomiális név | |
| Rhodospirillum rubrum
(Esmarch 1887) Molisch 1907
|
|
Aerob növekedés alatt a fotoszintézis genetikailag elnyomott, az R. rubrum ekkor színtelen. Az oxigén kimerülése után a R. rubrum azonnal megkezdi a fotoszintézis apparátus termelését, beleértve a membránfehérjéket, a bakterioklorofillokat és a karotinoidokat, azaz a baktérium fotoszintézisaktívvá válik. A fotoszintézis repressziós mechanizmusa kevéssé ismert. A R. rubrum fotoszintézise eltér a növényekétől, mivel nem klorofill a-val, hanem bakterioklorofillal rendelkezik. Míg a bakterioklorofill 800-925 nm-es maximális hullámhosszig képes elnyelni a fényt, addig a klorofill 660-680 nm-es maximális hullámhosszúságú fényt nyel el. Az R. rubrum spirál alakú baktérium (spirillum, többes számú alak: spirilla).
A R. rubrum nitrogénkötő baktérium is, azaz képes kifejezni és szabályozni a nitrogenázt, egy olyan fehérjekomplexet, amely képes katalizálni a légköri dinitrogén ammóniává történő átalakítását. Ha a baktériumokat ammónia, sötétség és fenazin-metoszulfát hatásának teszik ki, a nitrogénkötés leáll. E fontos tulajdonsága miatt a R. rubrum számos különböző csoport kísérleti alanya volt, hogy megértsék a reakció lejátszódásához szükséges összetett szabályozási sémákat. Az R. rubrumban mutatták ki először a nitrogenáz poszttranszlációs szabályozását. A nitrogenáz az úgynevezett “kikapcsoló” effektorok – glutamin vagy ammónia – és a sötétség hatására ADP-ribozilációval módosul az arginin 101-es maradékában (Arg101).
A R. rubrum számos potenciális felhasználási lehetőséggel rendelkezik a biotechnológiában:
- A PHB (poli-hidroxi-butriumsav) prekurzorok kvantitatív felhalmozódása a sejtben a bioműanyag előállításához.
- Biológiai hidrogén üzemanyag előállítása.
- Modellrendszer a fényenergiából kémiai energiává történő átalakulás és a nitrogénkötési rendszer szabályozási útvonalainak tanulmányozására.