Rhodospirillum rubrum (R. rubrum) è un proteobatterio Gram-negativo, di colore rosa, con dimensioni da 800 a 1000 nanometri. È un anaerobo facoltativo, quindi in grado di utilizzare l’ossigeno per la respirazione aerobica in condizioni aerobiche, o un accettore di elettroni terminale alternativo per la respirazione anaerobica in condizioni anaerobiche. Accettori di elettroni terminali alternativi per R. rubrum includono il dimetilsolfossido o l’ossido di trimetilammina.
| Rhodospirillum rubrum | |
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| Classificazione scientifica | |
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R. rubrum
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| Nome binomiale | |
| Rhodospirillum rubrum
(Esmarch 1887) Molisch 1907
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In crescita aerobica la fotosintesi è geneticamente soppressa e R. rubrum è quindi incolore. Dopo l’esaurimento dell’ossigeno, R. rubrum inizia immediatamente la produzione dell’apparato di fotosintesi, comprese le proteine di membrana, le batterioclorofille e i carotenoidi, cioè il batterio diventa fotosintetico attivo. Il meccanismo di repressione della fotosintesi è poco compreso. La fotosintesi di R. rubrum differisce da quella delle piante perché non possiede la clorofilla a, ma le batterioclorofille. Mentre la batterioclorofilla può assorbire la luce fino a una lunghezza d’onda massima di 800 a 925 nm, la clorofilla assorbe la luce con una lunghezza d’onda massima di 660 a 680 nm. R. rubrum è un batterio a forma di spirale (spirillum, forma plurale: spirilla).
R. rubrum è anche un batterio fissatore di azoto, cioè può esprimere e regolare la nitrogenasi, un complesso proteico che può catalizzare la conversione del dinitrogeno atmosferico in ammoniaca. Quando i batteri sono esposti all’ammoniaca, al buio e al metosolfato di fenazina, la fissazione dell’azoto si ferma. A causa di questa importante proprietà, R. rubrum è stato il soggetto di prova di molti gruppi diversi, in modo da comprendere i complessi schemi di regolamentazione necessari affinché questa reazione avvenga. È stato in R. rubrum che, per la prima volta, è stata dimostrata la regolazione post-traslazionale della nitrogenasi. La nitrogenasi è modificata da una ADP-ribosilazione nel residuo 101 dell’arginina (Arg101) in risposta ai cosiddetti effettori “switch-off” – glutammina o ammoniaca – e all’oscurità.
R. rubrum ha diversi usi potenziali nella biotecnologia:
- Accumulo quantitativo di precursori PHB (poli-idrossibutrico-acido) nella cellula per la produzione di bioplastica.
- Produzione di carburante biologico a idrogeno.
- Sistema modello per studiare la conversione da energia luminosa a energia chimica e le vie di regolazione del sistema di fissazione dell’azoto.