Протеобактерии (гамма, альфа, бета): описание и классификация, чем опасны

Протеобактерии (лат. Proteobacteria) — наиболее многочисленная группа бактерий — 1534 вида или примерно треть от всех известных видов бактерий.

Протеобактерии является весьма неоднородной группой, в эту группу включены как симбионты эукариот, так и большое число патогенных и условно-патогенных микроорганизмов, фото- и хемотрофные виды бактерий, как автотрофы, так и гетеротрофы. Все протеобактерии грамотрицательны, внешняя мембрана построена из липополисахарида. Группа включает как облигатно, так и факультативно аэробные и анаэробные бактерии. Также отличны типы движения, в группу входят как бактерии, имеющие жгутики, так и неподвижные бактерии и бактерии, имеющие т. н. «скользящий» тип движения.

Морфологически группа также неоднородна: сюда входят и палочковидные бактерии, и кокки, и спиралевидные бактерии.

Карл Вёзе выделил эту группу в 1987 году и шутливо назвал её «пурпурные бактерии и их родственники». Группа была выделена на основании анализа нуклеотидных последовательностей 16S рРНК, названа в честь древнегреческого бога Протея, умевшего менять форму по собственному желанию (в названии протеобактерий отражено большое разнообразие биохимических, физиологических и морфологических свойств, присущих этой группе).

На основании правил номенклатуры бактерий, таксон протеобактерии является нелегитимным ввиду отсутствия определённого типового нижнего таксона.

Протеобактерии делятся на классы, обозначенные буквами греческого алфавита: Alpha-, Beta-, Gamma-, Delta- и Epsilonproteobacteria. Деление на классы также произведено на основании анализа 16S рРНК. Классы альфа-, бета-, дельта- и эпсилон-протеобактерий являются монофилитическими. Род Acidithiobacillus из класса Gammaproteobacteria был перенесён в класс Acidithiobacillia в 2013.

Согласно последним данным, этот род парафилетичен по отношению к бета-протеобактериям. Относительно недавно был описан шестой класс — зета-протеобактерии (Zetaproteobacteria), представителем которого пока является единственный вид (выделенный в чистой культуре) — Mariprofundus ferrooxydans, железоокисляющий нейтрофильный хемолитоавтотроф, впервые обнаруженный около вулкана Лоихи в 1996 году.

В класс альфа-протеобактерии включено большое количество фототрофов, также он включает симбионтов эукариот (Rhizobium), облигатных внутриклеточных паразитов (риккетсии, вольбахии), уксуснокислых бактерий (Acetobacter, Gluconacetobacter), бактерий, способных к спиртовому брожению (Zymomonas mobilis), метилотрофов (Methylobacteriaceae). Предположительный предок митохондрий также происходит из этой группы.

• Риккетсии (лат. Rickettsia) — род бактерий — внутриклеточных паразитов. Названы по имени Ховарда Тейлора Риккетса (1871—1910), в 1909 году впервые описавшего возбудителя пятнистой лихорадки Скалистых гор. В том же году сходные наблюдения были сделаны Ш. Николем и его коллегами при исследовании сыпного тифа. В 1910 году Риккетс погиб от сыпного тифа, изучением которого занимался в Мексике. В честь заслуг учёного возбудители этих инфекций были названы «риккетсиями».
• Rhizobium (лат.) — род бактерий из семейства Rhizobiaceae класса альфа-протобактерий, входящий в группу клубеньковых бактерий. Это грамотрицательные почвенные бактерии, способные к фиксации азота. Вступают в симбиотические отношения с представителями семейства бобовых, а также растениями рода Parasponia из семейства коноплёвых.
• Вольбахия является родом из внутриклеточных бактерий , который заражает основном членистоногие виды, то числе высокой долинасекомых , а также некоторых нематод . Это один из самых распространенных паразитических микробов и, возможно, самый распространенный репродуктивный паразит в биосфере . Его взаимодействия с хозяевами часто бывают сложными и в некоторых случаях эволюционировали в мутуалистические, а не паразитические .

В этот класс входят аэробные и факультативно-анаэробные бактерии. Сюда входят и хемоорганогетеротрофы, и хемолитоавтотрофы (например, нитрификаторы I стадии Nitrosomonadaceae, тионовые бактерии Thiobacillus), фототрофные роды (Rhodocyclus и Rubrivivax). Также в эту группу включены возбудители инфекций: Burkholderia mallei (возбудитель сапа) и Burkholderia pseudomallei (возбудитель мелиоидоза), Bordetella pertussis (возбудитель коклюша) и род Neisseria (возбудители менингита и гонореи).

• Burkholderia mallei (лат.) — вид полиморфных грамотрицательных неподвижных бактерий рода буркхольдерий (Burkholderia). Возбудитель сапа, патогенен для человека и животных (лошади, мулы). Используется как биологическое оружие, потенциальный объект биотерроризма, отнесён ко II группе патогенности.
• Burkholderia pseudomallei (лат.) — вид грамотрицательных подвижных палочковидных бактерий рода буркхольдерий (Burkholderia). Патогенен для человека и животных, вызывает мелиоидоз. Мелиоидоз встречается в некоторых странах юго-востока Азии (Индия, Шри-Ланка, Филиппины, Индонезия), центральной и Южной Америки, Австралии и на острове Мадагаскар. Возбудитель отнесён ко II группе патогенности.
• Bordetella pertussis (лат.) (бактерия Борде-Жангу, палочка коклюша, коклюшная палочка) — вид мелких неподвижных неспорообразующих аэробных грамотрицательных коккобацилл из рода бордетелл, вызывающий специфическое поражение эпителия бронхов, называемое коклюшем.

В этот класс входят как фототрофные бактерии (например, Chromatium — пурпурные серные аноксигенные бактерии), метанотрофы (например, Methylococcus capsulatus), так и бактерии, важные с клинической и научной точки зрения — семейства Enterobacteriaceae, Vibrionaceae, Pseudomonadaceae, Francisellaceae, Legionellaceae и Pasteurellaceae. В эту группу входят такие возбудители особо опасных инфекций: Yersinia pestis, Francisella tularensis, Haemophilus influenzae, Legionella pneumophila и Vibrio cholerae, а также такой важный с научной точки зрения модельный организм, как Escherichia coli.

• Yersinia pestis — вид грамотрицательныхбактерий из семейства Yersiniaceae порядка Enterobacterales.Инфекционный агент бубонной чумы, также может вызывать чумную пневмонию и септическую чуму. Все три формы ответственны за высокий уровень смертности в эпидемиях, имевших место в истории человечества, например таких как «Юстинианова чума» (100 миллионов жертв) и «Чёрная смерть», на которой — смерть трети населения Европы за промежуток с 1347 по 1353 годы.
• Francisella tularensis (лат.) — вид мелких грамотрицательныхбактерий, обладающая полиморфизмом. Является возбудителем туляремии. Название болезни и видовой эпитет возбудителя произошло от провинции Калифорнии Туляре, где исследователями Мак Коем и Чепиным бактерия впервые была выделена от сусликов. Название рода происходит от фамилии Эдварда Френсиса, исследователя туляремии. Микроорганизм отнесён ко II группе патогенности.
• Холерный вибрион (лат. Vibrio cholerae) — вид грамотрицательныхфакультативно анаэробных подвижных бактерий рода вибрионов. Открыт Филиппо Пачини в 1854 году (что было проигнорировано медиками из-за преобладания среди итальянских учёных теории о заражении холерой миазмами через воздух) и назван им Filippo Pacini bacillum. Вибрион был повторно и независимо обнаружен Робертом Кохом в 1883 году. Vibrio cholerae серогрупп О1 и О139 являются возбудителями холеры и отнесены ко II группе патогенности.

Desulfovibrio vulgaris, ТЭМ

Эта группа включает такие известные бактерии, как способные к скользящему движению и образующие многоклеточные плодовые тела миксобактерии, так и известные сульфат-редуцирующие бактерии (Desulfovibrio, Desulfobacter, Desulfococcus, Desulfonema) и серобактерии (Desulfuromonas). Сюда также входят анаэробные железобактерии (Geobacter). Сюда также входят известные бактерии-хищники рода Bdellovibrio, облигатные внутриклеточные бактерии рода Lawsonia, хемолитотрофы рода Hippea, способные использовать серу и водород в качестве источника энергии. В класс входят как аэробные, так и анаэробные бактерии, факультативные анаэробы не известны в этом классе. Большинство анаэробов способно использовать неорганические акцепторы электрона, осуществляя таким образом анаэробное дыхание. Представители класса играют важную роль в круговороте элементов в природе.

• Desulfovibrio (лат.) — род грамотрицательных, облигатно анаэробных сульфатредуцирующих бактерий. Род содержит около 65 действительно опубликованных видов. Обитают в анаэробных осадках пресных и солоноватоводных водоёмов, морей, а также в кишечнике некоторых животных, в навозе и испражнениях.
• Geobacter – это род Proteobacteria . Виды Geobacter – это виды анаэробных бактерий, которые обладают способностями, которые делают их полезными для биоремедиации . Было обнаружено, что Geobacter является первым организмом, способным окислять органические соединения и металлы, включая железо, радиоактивные металлы и соединения нефти, до экологически безвредного углекислого газа , используя оксид железа или другие доступные металлы в качестве акцепторов электронов.
• Bdellovibrio – род грамотрицательных , облигатных аэробных бактерий . Одной из наиболее примечательных характеристик этого рода является то, что члены могут охотиться на других грамотрицательных бактерий и питаться биополимерами , например белками и нуклеиновыми кислотами, своих хозяев. У них два образа жизни: зависимая от хозяина, очень подвижная фаза, «фаза атаки», в которой они образуют «бделлопласты» в своих бактериях-хозяевах; и медленнорастущая форма неправильной формы, независимая от хозяина.

Сюда входит порядок Campylobacterales с семействами Campylobacteraceae и Helicobacteraceae, в том числе важный с геохимической точки зрения род Sulfurospirillum, возбудитель язвы человека Helicobacter pylori. Также сюда входят симбионты пищеварительного тракта жвачных животных Wolinella.

• Helicobacter pylori (лат.) — спиралевидная грамотрицательная бактерия, которая инфицирует различные области желудка и двенадцатиперстной кишки. Многие случаи язв желудка и двенадцатиперстной кишки, гастритов, дуоденитов, рака желудка и, возможно, некоторые случаи лимфом желудка этиологически связаны с инфекцией Helicobacter pylori. Однако у большинства (до 90 %) инфицированных носителей Helicobacter pylori не обнаруживается никаких симптомов заболеваний.
• Campylobacter – обычно имеют форму запятой или s-образной формы и подвижны . Некоторые виды Campylobacter могут инфицировать людей, иногда вызывая кампилобактериоз , диарейное заболевание у людей. Кампилобактериоз обычно проходит самостоятельно, и противомикробное лечение часто не требуется, за исключением тяжелых случаев или пациентов с ослабленным иммунитетом.
• Род Wolinella является членом отряда бактерий Campylobacterales . В отряд Campylobacterales входят патогены человека, такие как Helicobacter pylori и Campylobacter jejuni .

Частые вопросы

Что такое протеобактерии и какова их классификация?

Протеобактерии – это группа бактерий, которая включает в себя разнообразные виды, включая гамма-, альфа- и бета-протеобактерии. Гамма-, альфа- и бета-протеобактерии – это классификационные группы, основанные на различиях в физиологии и молекулярной биологии.

Какова роль протеобактерий в природе и чем они опасны для человека?

Протеобактерии играют важную роль в природе, участвуя в разложении органических веществ, фиксации азота и других биохимических процессах. Однако некоторые виды протеобактерий могут быть патогенными для человека, вызывая различные инфекционные заболевания, такие как холера, бруцеллез и другие.

Полезные советы

СОВЕТ №1

При обнаружении протеобактерий в окружающей среде или в организме животного следует обратиться к врачу для проведения соответствующих анализов и назначения лечения, если необходимо.

СОВЕТ №2

При работе с почвой или водой, где могут присутствовать протеобактерии, следует соблюдать меры предосторожности, такие как использование защитной одежды и регулярное мытье рук.