Rhodospirillum rubrum (R. rubrum) is een Gram-negatieve, roze gekleurde Proteobacterie, met een grootte van 800 tot 1000 nanometer. Het is een facultatief anaërobe bacterie, dus in staat om zuurstof te gebruiken voor aërobe ademhaling onder aërobe omstandigheden, of een alternatieve eindelektronenacceptor voor anaërobe ademhaling onder anaërobe omstandigheden. Alternatieve eindelektronenacceptoren voor R. rubrum zijn onder meer dimethylsulfoxide of trimethylamineoxide.
| Rhodospirillum rubrum | |
|---|---|
 |
|
| Wetenschappelijke classificatie | |
| Kingdom: | |
| Phylum: | |
| Klasse: | |
| Orde: | |
| Familie: | |
| Genus: | |
| Soorten: |
R. rubrum
|
| Binomiale naam | |
| Rhodospirillum rubrum
(Esmarch 1887) Molisch 1907
|
|
Onder aërobe groei wordt fotosynthese genetisch onderdrukt en R. rubrum is dan kleurloos. Na de uitputting van zuurstof begint R. rubrum onmiddellijk met de productie van fotosynthese-apparatuur, waaronder membraaneiwitten, bacteriochlorofyllen en carotenoïden, d.w.z. de bacterie wordt fotosynthese-actief. Het repressiemechanisme voor de fotosynthese is slecht begrepen. De fotosynthese van R. rubrum verschilt van die van planten omdat hij geen chlorofyl a, maar bacteriochlorofyllen bezit. Terwijl bacteriochlorofyl licht kan absorberen tot een maximale golflengte van 800 tot 925 nm, absorbeert chlorofyl licht met een maximale golflengte van 660 tot 680 nm. R. rubrum is een spiraalvormige bacterie (spirillum, meervoudsvorm: spirilla).
R. rubrum is ook een stikstoffixerende bacterie, d.w.z. hij kan nitrogenase tot expressie brengen en reguleren, een eiwitcomplex dat de omzetting van atmosferische dinitrogen in ammoniak kan katalyseren. Wanneer de bacteriën worden blootgesteld aan ammoniak, duisternis en fenazinmethosulfaat, stopt de stikstoffixatie. Vanwege deze belangrijke eigenschap is R. rubrum het proefobject geweest van veel verschillende groepen, om inzicht te krijgen in de complexe regulatieschema’s die nodig zijn om deze reactie te laten plaatsvinden. Het was in R. rubrum dat voor het eerst posttranslationele regulatie van nitrogenase werd aangetoond. Nitrogenase wordt gemodificeerd door een ADP-ribosylering in het arginineresidu 101 (Arg101) als reactie op de zogenaamde “uitschakel”-effectoren – glutamine of ammoniak – en duisternis.
R. rubrum heeft verschillende potentiële toepassingen in de biotechnologie:
- Kwantitatieve accumulatie van PHB (poly-hydroxy-butyraat)-precursoren in de cel voor de productie van bioplastic.
- Productie van biologische waterstofbrandstof.
- Model systeem voor het bestuderen van de omzetting van lichtenergie naar chemische energie en regulerende paden van het stikstoffixatiesysteem.