Corynebacterium Glutamicum e Corynebacterium Efficiens

Corynebacterium glutamicum ha un cromosoma circolare, formato da 3,3 Mb e circa  3002ORFs. Esso presenta un contenuto in G+C inusuale per essere un actinomicete (53,8%) in quanto si avvicina alla percentuale presente anche in E.coli. Come si può notare, il suo genoma è più piccolo del Mycobacterium tubercolosis (4,2 Mb), a cui è collegato tassonomicamente ma è più grande di Corynebacterium diphtheriae (2,5Mb). Fin ora sono stati identificati 3002 geni ed è stata assegnata una funzione a 2489 per omologia con altre proteine note. Dei rimanenti geni, 250 sono simili a geni di altri organismi, e solo il 9% (263 geni) rimangono ipotetici. Inoltre, dall’analisi del genoma si evidenziano due regioni eccezionalmente povere in G+C che potrebbero essere state acquisite da C. glutamicum per horizontal gene transfer. Una prima regione codifica per la formazione della mureina (peptidoglicano) ed un’altra per trasposasi, ricombinasi e proteine omologhe a proteine profagiche (primasi ed integrasi). Al lato sinistro di questa regione c’è un cluster di tRNA e dall’altro lato c’è l’integrasi: queste osservazioni suggeriscono un’integrazione di uno o più profagi.  Una regione di C. glutamicum ha, invece, un più alto contenuto di G+C ed è fiancheggiata da sequenze di inserzione difettive: questa regione di 7 Kb è omologa al 95% a livello di sequenza a C. diphtheriae e contiene un sistema di trasporto del rame ed un sistema sensore-regolatore a due componenti. È possibile che, anche in questo caso, sia avvenuto un trasferimento orizzontale tra i due batteri. Una importante caratteristica di questo microrganismo è che può metabolizzare carboidrati, acidi organici e alcool e sono attivi molteplici pathways metabolici: come la glicolisi, la via del pentoso  L’unico gene assente in C. glutamicum è una subunità della piruvato deidrogenasi, ma, visto che l’attività di questo enzima è presente, è possibile che l’enzima esista come proteina bifunzionale. Questa differenza con altri batteri è interessante perché è stato dimostrato che un mutante che esprime bassa attività della piruvato deidrogenasi produce più lisina rispetto al ceppo wild-type. Grazie a quest'ultima osservazione, molti scienziati sono occupati nello studiare tutti i pathways metabolici per riuscire a modificarli affinché si possa produrre qualunque amminoacido nelle richieste industriali. Corynebacterium efficiens, invece, ha una tipica forma a V dovuta alla scissione a scatto (tipica della maggior parte dei corinebatteri che sono dei Gram-positivi). Per questo, l'aspetto delle cellule è simile ad una clava a causa di una estremità più grande dell'altra. C. efficiens può produrre glutammato a 40°C, che risulta essere la sua temperatura ottimale. Questa termostabilità è una caratteristica importante dal punto di vista industriale perché riduce sensibilmente i costi di raffreddamento necessari per dissipare il calore generato durante la fermentazione. Il genoma di questo batterio è stato sequenziato e comparato con quello di C. glutamicum per capire il meccanismo di termostabilità e si è visto che la differenza nel contenuto in G+C causa un differente uso di codoni e quindi sostituzioni nucleotidiche. Sono quindi presenti molte sostituzioni amminoacidiche (Lys cambia in Arg, Ser cambia in Ala o Thr) che danno più stabilità alle proteine.