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Die Sterolibacteriaceae sind eine Familie von Bakterien im Phylum botanisch Abteilung Pseudomonadota fruher auch Proteobacteria genannt Die Familie wurde 2017 durch Rich Boden et al auf der Grundlage von 16S rRNA Gensequenzen umschrieben und umfasste ursprunglich die Gattungen Sterolibacterium Typusgattung Methyloversatilis Sulfurisoma Sulfuritalea Denitratisoma und Georgfuchsia Die Mitglieder zeigen einen vielfaltigen Stoffwechsel zu ihnen gehoren Methylotrophe fakultativ Autotrophe Denitrifizierer englisch denitrifiers A 1 und obligate Anaerobier die Eisen oder Mangan als terminale Elektronenakzeptoren verwenden Autotrophe Mitglieder verwenden reduzierten Schwefel oder Eisen als Elektronendonatoren Die Mitglieder besitzen eine Oxidase Oxidase positiv aber nicht unbedingt eine Katalase Katalase variabel Sie enthalten als Hauptbestandteile in der Regel hydroxylierte gesattigte Fettsauren Das vorherrschende Atmungschinon ist Ubichinon 8 UQ 8 2 1 SterolibacteriaceaeSystematikDomane Bakterien Bacteria Abteilung PseudomonadotaKlasse BetaproteobacteriaOrdnung NitrosomonadalesFamilie SterolibacteriaceaeWissenschaftlicher NameSterolibacteriaceaeBoden et al 2017 1 Die Typusgattung dieser Familie ist Sterolibacterium Tarlera amp Denner 2003 1 Die genaue taxonomische Stellung dieser Familie bzw ihrer Mitgliedsgattungen ist derzeit 2023 noch in der Diskussion die Zugehorigkeit zu den b Proteobacteria innerhalb der Pseudomonadota fruher Proteobacteria wird jedoch nicht angezweifelt Die Typusgattung dieser Familie wurde n von Garrity et al 2006 zuvor alternativ in die Familie Rhodocyclaceae der b Proteo bacteria gestellt 3 Die Genome Taxonomy Database GTDB stellt aber auch aktuell August 2023 noch alle Mitgliedsgattungen in diese Familie 4 Umgekehrt stellt beispielsweise die Taxonomie des National Center for Biotechnology Information NCBI die Gattung Rugosibacter nicht zu den Rhodocyclaceae sondern hier zu den Sterolibacteriaceae 5 Inhaltsverzeichnis 1 Systematik 2 Etymologie 3 Sterolibacterium denitrificans 4 Nitricoxidivorans perseverans und Nitricoxidireducens bremensis 4 1 Genom 4 2 Okologie und Anwendungen 4 3 Evolution 5 Anmerkungen 6 EinzelnachweiseSystematik BearbeitenDie folgende Systematik der Familie beruht auf der List of Prokaryotic names with Standing in Nomenclature LPSN hier L 6 erganzt um Angaben gemass der Taxonomie und Gen Datenbank des National Center for Biotechnology Information NCBI hier N 7 8 und der Genome Taxonomy Database GTDB hier G 4 Stand 24 August 2023 offizielle Taxa komplett andere auszugsweise Phylum Pseudomonadota Klasse Betaproteobacteria gt Ordnung Nitrosomonadales gt Familie Sterolibacteriaceae Boden et al 2017 1 Rhodocyclaceae Garrity et al 2006 emend Boden et al 2017 L N 3 In der GTDB ist diese Familie in Ganze mit der Gammaproteobacteria Familie Rhodocyclaceae verschmolzen offenbar sind dort die Betaproteobacteria ein Synonym der Gammaproteobacteria A 2 Klasse Gammaproteobacteria gt Ordnung Burkholderiales G N Rhodocyclales gt Familie Rhodocyclaceae Garrity et al 2006 emend Boden et al 2017 G Gattung Denitratisoma Fahrbach et al 2006 G L N 9 Spezies D oestradiolicum Fahrbach et al 2006 G L N mit Referenzstamm DSM 1695 G N und Stamm DSM 16959 G Spezies D sp007833355 G syn D sp DHT3 N 10 Gattung Georgfuchsia Weelink et al 2011 G L N 11 Spezies G toluolica Weelink et al 2011 G L N mit Referenzstamm G5G6 G N Spezies G sp SYC60 N Gattung Candidatus Methylophosphatis Singleton et al 2021 G N 12 13 Spezies Ca M haderslevensis G N mit Referenzstamm Hade 18 Q3 R52 61 BATAC 316 G N Spezies Ca M roskildensis G N mit Referenzstamm Bjer 18 Q3 R1 45 BAT3C 347 G N und Stammen EsbW 18 Q3 R4 48 BAT3C 93 Hirt 18 Q3 R61 65 MAXAC 231 und Ega 18 Q3 R5 49 BATAC 204 G Spezies M sp016791115 G syn Rhodocyclaceae bacterium isolate new MAG 172 N mit Referenzstamm new MAG 172 G N Gattung Methyloversatilis Kalyuzhnaya et al 2006 G L N 14 Spezies M discipulorum Smalley et al 2015 G L N mit Referenzstamm FAM1 G N und Stammen new MAG 176 und RZ94 G Spezies M discipulorum A G mit Referenzstamm RZ18 153 und Stammen MAG 40 S2 005 003 R2 39 46 gen cov 2 LaCa MAG 2 KkPmcVOWp7 bin 13 MAG und MAG 31 G Spezies M thermotolerans Doronina et al 2014 G N mit Referenzstamm 3t G N Spezies M universalis Kalyuzhnaya et al 2006 G N mit Referenzstamm FAM G N und Stammen HJF 7 Gpa 18 OH HBlB 255 und Fam500 G Spezies M universalis A G mit Referenzstamm EHg5 G Spezies M sp001713355 G syn M sp RAC08 N mit Referenzstamm RAC08 G N Spezies M sp016791045 G syn M sp isolate new MAG 175 N mit Referenzstamm new MAG 175 G N und Stamm MAG 11 G N M discipulorum isolate MAG 11 Spezies M sp017984755 G syn M sp isolate Go SlAct bin 233 M sp isolate Gw SlAct bin 352 M sp Go Eff bin 37 N mit Referenzstamm Go SlAct bin 233 G N und Stammen Gw SlAct bin 352 und Go Eff bin 37 G N Spezies M sp018824085 G syn Gammaproteobacteria bacterium isolate Modern marine planktonic mb 20 Gammaproteobacteria bacterium isolate MMS A mb 16 Gammaproteobacteria bacterium isolate Modern marine mb 255 Gammaproteobacteria bacterium isolate MMS B mb 31 N mit Referenzstamm Modern marine planktonic mb 20 und weiteren Stammen G Spezies M sp020621405 G syn Betaproteobacteria bacterium isolate AG20 N mit Referenzstamm AG20 G N Spezies M sp024580145 G syn M sp XJ19 49mit Referenzstamm XJ19 49 N und Stamm XJ19 13 G N Gattung Candidatus Nitricoxidireducens Garrido Amador et al 2023 15 N syn zu Ca Nitricoxidivorans nicht GTDB Spezies Ca Nitricoxidireducens bremensis Garrido Amador et al 2023 N alias Sterolibacteriaceae bacterium MAG5 N 16 Gattung Candidatus Nitricoxidivorans Garrido Amador et al 2023 N 15 N nicht GTDB Spezies Ca Nitricoxidivorans perseverans Garrido Amador et al 2023 N alias Sterolibacteriaceae bacterium MAG1 N 17 Spezies MAG Fen 1000 N Rhodocyclaceae bacterium isolate fen 1000 15 Spezies NAG Fen 999 N Rhodocyclaceae bacterium isolate fen 999 15 Gattung Rugosibacter Corteselli et al 2017 oder Corteselli et al 2017 emend Kojima et al 2022 N 5 G L zu Rhodocyclaceae Spezies R aromaticivorans Corteselli et al 2017 G N L mit Referenzstamm Ca G N alias ATCC TSD 59 oder DSM 103039 N und Stamm GW715 bin 19 G und PG1 Ca6 N Gattung Sterolibacterium Tarlera amp Denner 2003 G L N 18 19 20 Spezies S denitrificans Tarlera amp Denner 2003 G L N Typus L 20 mit Referenzstamm Chol G alias Chol 1S ATCC BAA 354 oder DSM 13999 N 21 22 Spezies S sp018061005 G syn S sp isolate Gw Eff bin 535 N 23 Spezies S sp018062105 G syn S sp isolate Gw Eff bin 349 N 24 inkl Stamm Isolat Gw SlAct bin 196 G Spezies S sp019105045 G syn S sp isolate DF 1 1 72 N 25 Gattung Sulfuricystis Kojima et al 2022 L N syn UBA2250 G Spezies S multivorans Kojima et al 2022 L N syn UBA2250 sp004323595 G mit Referenzstamm M52 G N alias NBRC 11401 oder BCRC 81317 N und Stamm TT109 2 64 177 G Spezies S thermophila N syn UBA2250 sp003966565 G mit Referenzstamm J5B G N alias DSM 104688 NBRC 112605 BCRC 81316 N Spezies UBA2250 sp002347285 G syn Rhodocyclaceae bacterium UBA2250 N mit Referenzstamm UBA2250 G N Gattung Sulfurisoma Kojima amp Fukui 2014 G L N 26 Spezies S sediminicola Kojima amp Fukui 2014 G L N 15 mit Referenzstamm BSN1 G N alias BSN1 DSM 26916 NBRC 109412 N und Stamm DSM 26916 G Spezies S sp018825305 G syn Gammaproteobacteria bacterium isolate Modern marine glass biofilm mb 13 N 27 Spezies S sp020048435 G syn Sulfuritalea sp isolate Bin 4 3 4 N 28 Gattung Sulfuritalea Kojima amp Fukui 2011 G L N 29 Spezies S hydrogenivorans Kojima amp Fukui 2011 G L N 15 mit Referenzstamm DSM 22779 G N alias sk43H NBRC 105852 N Spezies S hydrogenivorans A G mit Referenzstamm MiH 14oct19 193 G Spezies S sp001828935 G syn Rhodocyclales bacterium RIFCSPLOWO2 02 FULL 63 24 N 30 Etymologie BearbeitenDie Bezeichnung der Familie Sterolibacteriaceae setzt sich zusammen aus dem Prafix der Typusgattung Sterolibacterium und der Endung aceae fur Familien in der Botanik 6 1 Die Bezeichnung der Typusgattung Sterolibacterium setzt sich zusammen aus neulateinisch sterol Sterol und lateinisch bacterium kleines Stabchen bedeutet also ein Sterol nutzendes kleines Stabchen 6 Sterolibacterium denitrificans BearbeitenSterolibacterium ist eine Gattung gramnegativer stabchenformiger Bakterien die uber eine Oxidase und eine Katalase verfugen 20 31 Bisher Stand August 2023 ist nur eine einzige Art Art dieser Gattung offiziell beschrieben Sterolibacterium denitrificans 18 32 20 Sterolibacterium denitrificans ist daher ein gramnegatives stabchenformiges Bakterium Es hat eine einzige polare Geissel Flagellum und ist daher beweglich motil 20 33 Silvana Tarlera und Ewald Denner 2003 konnten einen von ihnen als Chol 1S bezeichneten Bakterienstamm in einer Anreicherungskultur aus einem anoxischen USB Reaktor A 3 zur Sickerwasser Behandlung aus Mulldeponien von Montevideo Uruguay isolieren Wie sich zeigte kann dieser Stamm Cholesterin auch Cholesterol genannt zu Kohlendioxid CO2 oxidieren und Nitrat NO3 zu Distickstoff N2 reduzieren Die Zellen dieses Stammes sind gramnegativ stabchenformig bis leicht gekrummt 1 0 1 3 mm mm lang und 0 5 0 6 mm im Durchmesser sie sind durch ein einzelnes polares endstandiges Flagellum beweglich Die optimalen Wachstumsbedingungen liegen bei 30 32 C und einem pH Wert von 7 0 Ihre Verdopplungszeit betragt wenn Cholesterin als einzige Kohlenstoff und Energiequelle verwendet wird 44 46 Stunden Der Stoffwechsel des Stammes Chol 1S ist ein reiner Atmungsstoffwechsel mit Sauerstoff oder Nitrat als letztlichem terminalem Elektronenakzeptor Ubichinon 8 als einziges Atmungs Lipochinon deutet darauf hin dass der Stamm Chol 1S zu den b Proteobakterien innerhalb der Pseudomonadota Proteobakterien gehoren konnte Das vorherrschende polare Lipid ist Phosphatidylethanolamin der G C Gehalt der DNA betragt 65 3 mol Molprozent 20 Aus der Analyse der 16S rDNA folgerten Tarlera und Denner dass der Stamm Chol 1ST eine eigene Linie innerhalb der aus den Gattungen Thauera Azoarcus Zoogloea und Rhodocyclus gebildeten Klade die Familie Rhodocyclaceae der b Proteobakterien darstellt Der Stamm Chol 1S hatte die grosste Sequenzahnlichkeit 96 5 mit dem Stamm 72Chol alias DSM 12783 einem denitrifizierenden b Proteobakterium 34 A 4 Die Autoren schlugen daher die Einrichtung einer neuen Gattung Sterolibacterium mit der ebenfalls neuen Typusart S denitrificans und Referenzstamm Chol 1ST alias DSM 13999T oder ATCC BAA 354T vor 20 Die GTDB verortet diese Gattung ebenfalls in der Familie Rhodocyclaceae ebenso wie die anderen in der LPSN der Familie Strolibacteraceae klassifizierten Familien 6 4 Rich Boden et al klassifizierten diese Gattung aufgrund ihrer Studien 2017 jedoch hier als Typus in die neue Familie Sterolibacteriaceae 1 ebenso Paloma Garrido Amador 2023 15 Nitricoxidivorans perseverans und Nitricoxidireducens bremensis BearbeitenWie von Paloma Garrido Amador und Boran Kartal vom Max Planck Institut fur Marine Mikrobiologie MPI MM in Bremen in einer im Sommer 2023 veroffentlichten Studie berichtet hatten die Autoren in der Bremer Klaranlage Proben aus dem Klarschlamm entnommen Es war ihnen gelungen zwei bis dahin unbekannte Arten von Bakterien in Bioreaktoren zu vermehren Die Lebensbedingungen im Bioreaktor begunstigten so Mikroorganismen die mit Stickstoffmonoxid NO uberleben und anaerob wachsen konnten Die beiden neuen Ca Nitricoxidivorans perseverans und Ca Nitricoxidireducens bremensis genannten Spezies dominierten in dieser Anreicherungskultur und gediehen indem sie das NO zu Distickstoff N2 den gasformigen Luftstickstoff unter Energiegewinn reduzierten und so anaerob wachsen konnten 15 Wahrend die Autoren mit Ca Nitricoxidivorans und Ca Nitricoxidireducens zwei verschiedene Gattungsnamen vorschlugen stellt die NCBI Taxonomie beide Arten derzeit eine gemeinsame Gattung Ca Nitricoxidivorans 17 16 Genom Bearbeiten Die Autoren untersuchten Metagenom Metatranskriptom und Metaproteom auf Reduktasen fur Nitrit NO2 und Nitrat NO3 Ergebnis Beide Mikroorganismen kodieren zwei Kopien der NO2 Reduktase nirS vom Cytochrom cd1 Typ Ca Nitricoxidivorans perseverans kodiert sowohl eine losliche periplasmatische als auch eine membrangebundene NO3 Reduktase Gene napAB respektive narGHI war Ca Nitricoxidireducens bremensis kodiert nur die periplasmatische Variante 15 Das Genom von Ca Nitricoxidireducens bremensis kodiert die drei Untereinheiten einer selenocysteinhaltigen Formiat Dehydrogenase FDH wahrend diese von den Autoren im Genom des die Kultur dominierenden Mikroorganismus Ca Nitricoxidivorans perseverans nicht nachgewiesen werden konnte allerdings konnte diese Spezies eine bisher unbekannte FDH Variante oder ein Enzym mit unbekannter unkonventioneller Formiat Oxidationsaktivitat verwenden Andererseits konnte die Spezies auch andere Elektronendonatoren verwenden die der Anreicherungskultur nicht von aussen zugefuhrt wurden 15 Okologie und Anwendungen Bearbeiten Die beiden Stamme in der Anreicherungskultur von Paloma Garrido Amador und Boran Kartal wandelten Stickstoffmonoxid NO sehr effizient in Distickstoff Luftstickstoff N2 um es gab dabei praktisch keine Emissionen des Distickstoffmonoxid Lachgas N2O Fur die Anwendung besonders relevant ist die alleinige Produktion von N2 NO baut die Ozonschicht in der Erdatmosphare ab aber viele andere Mikroorganismen wandeln NO in N2O um das ein starkes Treibhausgas ist der Luftstickstoff N2 ist hingegen harmlos 15 Die Autoren vermuten sogar dass diese beiden Mikroorganismen sich von Stickstoffmonoxid NO und Distickstoffmonoxid N2O ernahren konnen Werden dies von anderen Mikroorganismen freigesetzt so verringern sie auf diese Weise nitrosativen Stress durch zu hohe Konzentrationen an den beiden Substanzen und minimieren die Emission dieser klimawirksamen Gase in die Atmosphare 15 Evolution Bearbeiten Auf der fruhen Erde lange vor dem Beginn der Sauerstoff erzeugenden Photosynthese war durch Blitze und Vulkanismus erzeugtes Stickstoffmonoxid NO das starkste Oxidationsmittel das dem Leben zur Verfugung stand Als energiereiches Oxidationsmittel konnte NO konnte bei der Entstehung und Entwicklung des Lebens auf der Erde eine grundlegende Rolle gespielt haben da es als energiereiches Oxidationsmittel verfugbar war So konnte eine mit der modernen Denitrifikation verwandte primordiale NO Reduktase NOR eine Schlusselrolle bei der Entwicklung eines bioenergetischen Weges als Vorlaufer fur die heutigen terminalen Oxidasen der aeroben Atmung gespielt haben Das wurde erklaren und verstandlich machen warum es Mikroben gibt die NO fur ihr Wachstum nutzen trotz seiner Toxizitat fur die meisten Organismen 15 Anmerkungen Bearbeiten Aerobe Denitrifizierer konnen einen aeroben Atmungsprozess durchfuhren bei dem Nitrat NO3 schrittweise in Distickstoff N2 umgewandelt wird Die LPSN fuhrt dagegen nur die Gattung Rugosibacter in dieser Familie die NCBI Taxonomie dagegen die Spezies mit der vorlaufigen Bezeichnung Rhodocyclaceae bacterium UBA2250 UBA2250 sp002347285 in der GTDB USB Reaktor englisch upflow sludge blanket auch upflow sludge bed ein spezieller Typ von Bioreaktor Gemass BacDive gehort dieser Stamm zur Ordnung Clostridiales 35 Einzelnachweise Bearbeiten a b c d e f Rich Boden Lee P Hutt Alex W Rae Reclassification ofThiobacillus aquaesulis Wood amp Kelly 1995 asAnnwoodia aquaesulisgen nov comb nov transfer ofThiobacillus Beijerinck 1904 from theHydrogenophilalesto theNitrosomonadales proposal of Hydrogenophilalia class nov within the Proteobacteria and four new families within the ordersNitrosomonadalesandRhodocyclales In International Journal of Systematic and Evolutionary Microbiology Band 67 Nr 5 S 1191 1205 doi 10 1099 ijsem 0 001927 PMID 28581923 englisch CHEBI 61683 ubiquinone 8 Auf Chemical Entities of Biological Interest ChEBI a b George M Garrity Julia A Bell Timothy Lilburn Rhodocyclaceaefam nov In Bergey s Manual of Systematic Bacteriology 2 Auflage Band 2 The Proteobacteria Teil C The Alpha Beta Delta and Epsilonproteobacteria John Wiley amp Sons Inc 14 September 2015 bzw Springer New York 2005 S 887 doi 10 1002 9781118960608 fbm00190 englisch a b c GTDB Rhodocyclaceae fam a b NCBI Taxonomy Browser Rugosibacter Details Rugosibacter Corteselli et al 2017 genus a b c d LPSN Family Sterolibacteriaceae Boden et al 2017 NCBI Taxonomy Browser Sterolibacteriaceae Details Sterolibacteriaceae Boden et al 2017 family graphisch Sterolibacteriaceae auf Lifemap NCBI Version NCBI Nucleotide Search Bezeichnung des Stammes einbgeben bzw innerhalb der Familie txid2008793 Organism exp den Suchstring erweitern mit AND und der Bezeichnung des Stamms GTDB Denitratisoma gen GTDB GCF 007833355 1 Denitratisoma sp007833355 DHT3 GTDB Georgfuchsia gen Caitlin M Singleton Francesca Petriglieri Jannie M Kristensen Rasmus H Kirkegaard Thomas Y Michaelsen Martin H Andersen Zivile Kondrotaite Soren M Karst Morten S Dueholm Per H Nielsen Mads Albertsen Connecting structure to function with the recovery of over 1000 high quality metagenome assembled genomes from activated sludge using long read sequencing In Nature Communications Band 12 Nr 2009 31 Marz 2021 doi 10 1038 s41467 021 22203 2 PMID 33790294 PMC 8012365 freier Volltext englisch GTDB Methylophosphatis gen GTDB Methyloversatilis gen a b c d e f g h i j k l m Paloma Garrido Amador Niek Stortenbeker Hans J C T Wessels Daan R Speth Inmaculada Garcia Heredia Boran Kartal Enrichment and characterization of a nitric oxide reducing microbial community in a continuous bioreactor In Nature Microbiology Band 8 10 Juli 2023 S 1574 1586 doi 10 1038 s41564 023 01425 8 englisch Dazu Breathing poison Microbial life on nitric oxide respiration Auf EurekAlert vom 10 Juli 2023 englisch Gift atmen Mikrobielles Leben dank Stickoxid Auf EurekAlert vom 10 Juli 2023 deutsch a b NCBI Taxonomy Browser Candidatus Nitricoxidireducens bremensis Garrido Amador et al 2023 mit MAG5 https www ncbi nlm nih gov nuccore 2515611757 2023 a b NCBI Taxonomy Browser Candidatus Nitricoxidivorans perseverans Garrido Amador et al 2023 species Nucleotide MAG Candidatus Nitricoxidivorans perseverans isolate MAG1 a b LPSN Genus Sterolibacterium Tarlera and Denner 2003 GTDB Sterolibacterium gen a b c d e f g Silvana Tarlera Ewald B M Denner Sterolibacterium denitrificansgen nov sp nov a novel cholesterol oxidizing denitrifying member of the b Proteobacteria In International Journal of Systematic and Evolutionary Microbiology ISEM Band 53 Nr 4 1 Juli 2003 S 1085 1091 doi 10 1099 ijs 0 02039 0 PMID 12892131 ResearchGate englisch Taxon Passport Sterolibacterium denitrificans Auf StrainInfo net Memento im Webarchiv vom 3 Marz 2016 BacDive Type strain of Sterolibacterium denitrificans at BacDive the Bacterial Diversity Metadatabase NCBI Nucleotide MAG Sterolibacterium sp isolate Gw Eff bin 535 NCBI Nucleotide MAG Sterolibacterium sp isolate Gw Eff bin 349 NCBI Nucleotide MAG Sterolibacterium sp isolate DF 1 1 72 GTDB Sulfurisoma gen NCBI Nucleotide MAG Gammaproteobacteria bacterium isolate Modern marine glass biofilm mb 13 NCBI Nucleotide MAG Sulfuritalea sp isolate Bin 4 3 4 GTDB Sulfuritalea gen NCBI Taxonomy Browser Rhodocyclales bacterium RIFCSPLOWO2 02 FULL 63 24 species Sterolibacterium Genus Auf ZipcodeZoo com Memento im Webarchiv vom 21 Februar 2014 LPSN Species Sterolibacterium denitrificans Tarlera and Denner 2003 UniProt H9NNB0 H9NNB0 9PROT Organism Sterolibacterium denitrificans NCBI Taxonomy Browser denitrifying bacterium 72Chol species unclassified Rhodocyclaceae Nucleotide denitrifying bacterium 72Chol BacDive unclassified bacterium 72Chol Details unclassified bacterium DSM 12783 Abgerufen von https de wikipedia org w index php title Sterolibacteriaceae amp oldid 238975391 Sterolibacterium denitrificans