Kluyveromyces marxianus
| Kluyveromyces marxianus | |
|---|---|
 | |
| clasificación cientifica | |
| Reino: | Hongos |
| División: | Ascomycota |
| Clase: | Sacaromicetos |
| Orden: | Saccharomycetales |
| Familia: | Saccharomycetaceae |
| Género: | Kluyveromyces |
| Especies: | K. marxianus |
| Nombre binomial | |
| Kluyveromyces marxianus Van der Walt (1965) | |
| Sinónimos | |
| |
Kluyveromyces marxianus en levadura ascomiceta y miembro del género Kluyveromyces. Es la etapa sexual de Atelosaccharomyces pseudotropicalis también conocida como Candida kefyr. Esta especie tiene un sistema de apareamiento homotálico y a menudo se aísla de los productos lácteos.
- 1 Historia
- 1.1 Taxonomía
- 2 Crecimiento y morfología
- 3 Fisiología y reproducción
- 4 Hábitat y ecología
- 5 Enfermedad humana
- 6 Aplicaciones industriales
- 7 referencias
Historia
Taxonomía
Esta especie fue descrita por primera vez en el género Saccharomyces como S. marxianus por el micólogo danés Emil Christian Hansen a partir de mosto de cerveza. Nombró la especie por el zimólogo, Louis Marx de Marsella, quien la aisló por primera vez de la uva. La especie fue transferida al género Kluyveromyces por van der Walt en 1956. Desde entonces, se han reconocido 45 especies en este género. El pariente más cercano de Kluyveromyces marxianus es la levadura Kluyveromyces lactis, de uso frecuente en la industria láctea. Tanto Kluyveromyces como Saccharomyces se consideran parte del " complejo de Sacchromyces ", subclade de los Saccharomycetes. Uso de 18S rRNA secuenciación de genes, se sugirió que K. marxianus, K. aestuarii, K. dobzhanskii, K. láctico, K. wickerhamii, K. blattae, K. thermotolerans, y K. waltii constituida colectivamente una distinta clado de ascendencia separada del clado central del género Kluyveromyces. Dentro de este complejo, se definen dos categorías basadas en la presencia en ciertos taxones de un evento de duplicación del genoma completo: los dos clados se denominan pre-duplicación del genoma completo (WGD) y post-WGD. Las especies de Kluyveromyces están afiliadas al primero de estos clados, mientras que las especies de Saccharomyces pertenecen al último. La separación de estos clados basada en la presencia del evento WGD explica por qué, aunque las dos especies están estrechamente relacionadas, existen diferencias fundamentales entre ellas.
Crecimiento y morfología
Las colonias de K. marxianus son de color crema a marrón con la pigmentación rosada ocasional debido a la producción del pigmento quelato de hierro, pulcherrimina. Cuando se cultivan en agar de moho de levadura (YM) de Wickerham, las células de levadura parecen globosas, elipsoidales o cilíndricas, de 2 a 6 x 3 a 11 μm de tamaño. En un caldo de extracto de levadura de glucosa, K. marxianus crece para producir un anillo compuesto de sedimento. Puede formarse una película fina. En un cultivo en placa de Dalmau que contiene agar harina de maíz y polisorbato 80, K. marxianus forma un pseudomicelio rudimentario a ramificado con pocas blastosporas. K. marxianus es termotolerante y presenta una alta tasa de crecimiento a 40 ° C (104 ° F).
Fisiología y reproducción
Kluyveromyces marxianus es una levadura aeróbica capaz de un metabolismo respiro-fermentativo que consiste en generar simultáneamente energía tanto de la respiración a través del ciclo TCA como de la fermentación del etanol. El equilibrio entre los metabolismos de la respiración y la fermentación es específico de la cepa. Esta especie también fermenta inulina, glucosa, rafinosa, sacarosa y lactosa en etanol. K. marxianus se usa ampliamente en la industria debido a su capacidad para usar lactosa. Dos genes, LAC12 y LAC4, permiten que K. marxianus absorba y use lactosa como fuente de carbono. Esta especie se considera un " hongo negativo de crabtree ", lo que significa que es incapaz de convertir azúcares en etanol tan eficazmente como taxones positivos de crabtree como S. cerevisiae. Los estudios, sin embargo, lo consideran positivo para crabtree, lo que probablemente se deba a diferencias de cepas, ya que K. marxianus posee los genes necesarios para ser positivo para crabtree. K. marxianus es altamente termotolerante y capaz de soportar temperaturas de hasta 45 ° C (113 ° F). K. marxianus también puede utilizar múltiples sustratos de carbono al mismo tiempo, lo que lo hace muy adecuado para uso industrial. Cuando las concentraciones de glucosa se reducen a 6 g / L, se inicia el cotransporte de lactosa.
La formación de las ascosporas ocurre a través de la conjugación de las células haploides que preceden a la formación del ascus. Alternativamente, la ascosporógenos puede surgir directamente de células diploides. Cada ascus contiene 1 a 4 ascosporas. Originalmente se pensó que la ploidía de K. marxianus era un haploide, pero investigaciones recientes han demostrado que muchas cepas utilizadas en la investigación y la industria son diploides. Estos hallazgos contradictorios sugieren que K. marxianus puede existir en forma vegetativa como haploide o diploide.
Hábitat y ecología
Kluyveromyces marxianus se ha aislado en productos lácteos, hojas de sisal y aguas residuales de las fábricas de azúcar. También es un colono natural de plantas, incluido el maíz.
Enfermedad humana
Kluyveromyces marxianus no suele ser un agente de enfermedad humana, aunque la infección en humanos puede ocurrir en individuos inmunodeprimidos. Esta especie se ha asociado con candidemia y se ha recuperado de catéteres. También se ha encontrado en biopelículas de otros dispositivos permanentes, como marcapasos y válvulas cardíacas protésicas. Entre el 1 y el 3% de los casos relacionados con K. marxianus que se han notificado en pacientes oncológicos, salas quirúrgicas, infecciones genitales femeninas e infecciones respiratorias superiores. El tratamiento con anfotericina B ha sido eficaz contra K. marxianus en un informe de caso.
Aplicaciones industriales
El uso industrial de K. marxianus se encuentra principalmente en la conversión de lactosa en etanol como precursor para la producción de biocombustible. La capacidad de K. marxianus para reducir la lactosa es útil debido al potencial de transformar los desechos industriales del suero, un producto de desecho problemático para su eliminación, en biomasa útil para la alimentación animal, aditivos alimentarios o combustible. Ciertas cepas del hongo también se pueden usar para convertir el suero en acetato de etilo, una fuente de combustible alternativa. K. marxianus también se utiliza para producir las enzimas industriales : inulinasa, β-galactosidasa y pectinasa. Debido a la tolerancia al calor de K. marxianus, las fermentaciones a altas temperaturas son factibles, lo que reduce los costos normalmente gastados para enfriar, así como el potencial de contaminación por otros hongos o bacterias. Además, las fermentaciones a temperaturas más altas ocurren más rápidamente, lo que hace que la producción sea mucho más eficiente. Debido a la capacidad de K. marxianus para utilizar simultáneamente lactosa y glucosa, la prevalencia de K. marxianus en entornos industriales es alta ya que disminuye el tiempo de producción y aumenta la productividad. Los esfuerzos recientes han intentado utilizar K. marxianus en la producción de aromas alimentarios a partir de productos de desecho de orujos de tomate y pimiento como sustratos.
