„Clostridium aceticum“ – Versionsunterschied
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''Clostridium aceticum'' kann unter Sauerstoffausschluss (anaerob) mit CO<sub>2</sub> und H<sub>2</sub> [[Lithotrophie|chemolithoautotroph]] wachsen und bildet aus diesen Substraten Acetat (Acetogenese). Kohlenstoffdioxid (CO<sub>2</sub>) wird hierbei zu Acetat reduziert, H<sub>2</sub> dient als Elektronenspender. Zur Acetogenese fähigen Bakterien zählen zum größten Teil grampositive Bakterien, wie neben ''Clostridium aceticum'' z. B. noch ''[[Moorella thermoacetica]]'' und ''[[Acetobacterium woodii]]''. Als Kohlenstoffquelle für den Aufbau von eigener Zellsubstanz dient bei ''Clostridium aceticum'' ebenfalls CO<sub>2</sub>. Über den [[Reduktiver Acetyl-CoA-Weg|reduktiven Acetyl-CoA-Weg]] wird hieraus organische Substanz gebildet.<ref name="Fuchs" /> |
''Clostridium aceticum'' kann unter Sauerstoffausschluss (anaerob) mit CO<sub>2</sub> und H<sub>2</sub> [[Lithotrophie|chemolithoautotroph]] wachsen und bildet aus diesen Substraten Acetat (Acetogenese). Kohlenstoffdioxid (CO<sub>2</sub>) wird hierbei zu Acetat reduziert, H<sub>2</sub> dient als Elektronenspender. Zur Acetogenese fähigen Bakterien zählen zum größten Teil grampositive Bakterien, wie neben ''Clostridium aceticum'' z. B. noch ''[[Moorella thermoacetica]]'' und ''[[Acetobacterium woodii]]''. Als Kohlenstoffquelle für den Aufbau von eigener Zellsubstanz dient bei ''Clostridium aceticum'' ebenfalls CO<sub>2</sub>. Über den [[Reduktiver Acetyl-CoA-Weg|reduktiven Acetyl-CoA-Weg]] wird hieraus organische Substanz gebildet.<ref name="Fuchs" /> |
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''C. aceticum'' ist auch in der Lage, Kohlenstoffmonoxid (CO) zu nutzen. Kohlenstoffmonoxid dient hierbei, wie auch CO<sub>2</sub>, als einzige Kohlenstoff- und Energiequelle für die chemolithoautotrophe Kohlenstofffixierung. Allerdings zeigt es wenig Toleranz gegenüber hohen CO-Konzentrationen.<ref name="Carbon" /> |
''C. aceticum'' ist auch in der Lage, Kohlenstoffmonoxid (CO) zu nutzen. Kohlenstoffmonoxid dient hierbei, wie auch CO<sub>2</sub>, als einzige Kohlenstoff- und Energiequelle für die chemolithoautotrophe Kohlenstofffixierung.<ref name="CO" /> |
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Die Art kann auch [[Chemotrophie|chemoorganotroph]] wachsen, hierbei werden verschiedene |
Die Art kann auch [[Chemotrophie|chemoorganotroph]] wachsen, hierbei werden verschiedene organische Substanzen genutzt, wie z. B. [[Fruktose]], [[Ribose]], [[Glutamat]], [[Fumarat]], [[Malat]] und [[Ethanol]]. CO<sub>2</sub> wird in der Gegenwart von organischen Stoffen nicht genutzt. Gluconsäure wird zu Pyruvat fermentiert. Glycerinaldehyd-3-phosphat (G3P) kann durch einen modifizierten [[Entner-Doudoroff-Weg]] genutzt werden. Atmosphärischer Stickstoff wird fixiert ([[Stickstofffixierung]]). |
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''CO2-Fixierung durch Clostridium aceticum: 14CO2-Kurzzeiteinbau und Pyruvatstoffwechsel'' In: ''[[Archiv für Mikrobiologie]]'' (1969), Band 64. {{DOI|10.1007/BF00425625}}</ref> |
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* Paul Vos, [[George Garrity]], [[Dorothy Jones]], [[Noel R. Krieg]], [[Wolfgang Ludwig]], [[Fred A. Rainey]], [[Karl-Heinz Schleifer]] und [[William B. Whitman]]: ''Bergey's Manual of Systematic Bacteriology: Volume 3: The Firmicutes'' Springer, 2009 |
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* Gerhard Fuchs: ''Allgemeine Mikrobiologie'', 8. Auflage, Thieme Verlag ISBN 978-3-13-444608-1 |
* Gerhard Fuchs: ''Allgemeine Mikrobiologie'', 8. Auflage, Thieme Verlag ISBN 978-3-13-444608-1 |
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== Weiterführende Literatur == |
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* An-Ping Zeng, Nico J. Claassens: ''One-Carbon Feedstocks for Sustainable Bioproduction'' Springer Cham, 2022. ISBN 978-3-031-06854-6 {{DOI|10.1007/978-3-031-06854-6}} |
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Version vom 28. Oktober 2022, 14:07 Uhr
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| Clostridium aceticum | ||||||||||||
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| Systematik | ||||||||||||
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| Wissenschaftlicher Name | ||||||||||||
| Clostridium aceticum | ||||||||||||
| (ex Wieringa 1940) Gottschalk and Braun 1981 |
Clostridium aceticum ist eine Bakterienart. Das Bakterium kann Kohlendioxid (CO2) zur Energiegewinnung nutzen.[1] Dabei wird Essigsäure (Acetat) gebildet, man spricht von der Acetogenese, darauf bezieht sich auch der Artname. Der Stoffwechsel ist hierbei chemolithoautotroph, es werden keine organischen Stoffe zur Energie- und Zellbildung benötigt. Das Bakterium kann allerdings auch mit Nutzung von Kohlenhydraten chemoorganotroph wachsen.
Merkmale
Clostridium aceticum ist stäbchenförmig und beweglich durch eine peritriche Begeißelung. Die Zellgröße liegt bei 0,3-1,0 μm × 4,0- 8,0 μm. Es toleriert keinen Sauerstoff, es ist anaerob. Mit Fructose als Substrat können die Zellen bis zu 40 μm lang werden. Die Sporen sind rund und liegen endständig. Die Sporenbildung lässt sich am besten bei einer Kultur auf Fructose-Agar-Medium nach 2 Tagen Inkubation beobachten. Das Wachstum erfolgt im Temperaturbereich von 25-37 °C mit einer optimalen Wachstumstemperatur von 30 °C. Bei 45 °C findet nur noch geringes Wachstum statt. Das Wachstum erfolgt im pH-Bereich von 7,5-9,5 mit einem Optimum für autotrophes Wachstum bei 8,3.[2]
Der Gram-Test verläuft positiv, Clostridium aceticum zählt zu den grampositiven Bakterien.
Stoffwechsel
Clostridium aceticum kann unter Sauerstoffausschluss (anaerob) mit CO2 und H2 chemolithoautotroph wachsen und bildet aus diesen Substraten Acetat (Acetogenese). Kohlenstoffdioxid (CO2) wird hierbei zu Acetat reduziert, H2 dient als Elektronenspender. Zur Acetogenese fähigen Bakterien zählen zum größten Teil grampositive Bakterien, wie neben Clostridium aceticum z. B. noch Moorella thermoacetica und Acetobacterium woodii. Als Kohlenstoffquelle für den Aufbau von eigener Zellsubstanz dient bei Clostridium aceticum ebenfalls CO2. Über den reduktiven Acetyl-CoA-Weg wird hieraus organische Substanz gebildet.[3]
C. aceticum ist auch in der Lage, Kohlenstoffmonoxid (CO) zu nutzen. Kohlenstoffmonoxid dient hierbei, wie auch CO2, als einzige Kohlenstoff- und Energiequelle für die chemolithoautotrophe Kohlenstofffixierung.[4] [5] Allerdings zeigt es wenig Toleranz gegenüber hohen CO-Konzentrationen.[6]
Die Art kann auch chemoorganotroph wachsen, hierbei werden verschiedene organische Substanzen genutzt, wie z. B. Fruktose, Ribose, Glutamat, Fumarat, Malat und Ethanol. CO2 wird in der Gegenwart von organischen Stoffen nicht genutzt. Gluconsäure wird zu Pyruvat fermentiert. Glycerinaldehyd-3-phosphat (G3P) kann durch einen modifizierten Entner-Doudoroff-Weg genutzt werden. Atmosphärischer Stickstoff wird fixiert (Stickstofffixierung).
Systematik
Clostridium aceticum zählt zu den Firmicutes und hier zu der Familie Clostridiaceae.[7] Die Art wurde zuerst 1940 von Wieringa erstbeschrieben.[8] C. aceticum war die erste entdeckte Art, die unter Sauerstoffausschluss, also unter anaeroben Bedingungen mit Nutzung von CO2 und H2 autotroph wachsen kann.[9]
Ökologie
Clostridium aceticum ist anaerob und kommt in Klärschlamm und Boden vor.
Einzelnachweise
- ↑ Harald A. B. Linke: CO2-Fixierung durch Clostridium aceticum: 14CO2-Kurzzeiteinbau und Pyruvatstoffwechsel In: Archiv für Mikrobiologie (1969), Band 64. doi:10.1007/BF00425625
- ↑ Paul Vos, George Garrity, Dorothy Jones, Noel R. Krieg, Wolfgang Ludwig, Fred A. Rainey, Karl-Heinz Schleifer, William B. Whitman: Bergey's Manual of Systematic Bacteriology Volume 3: The Firmicutes. ISBN 978-0-387-95041-9
- ↑ Gerhard Fuchs: Allgemeine Mikrobiologie, 8. Auflage, Thieme Verlag ISBN 9783134446081
- ↑ An-Ping Zeng, Nico J. Claassens: One-Carbon Feedstocks for Sustainable Bioproduction carboxidivorans Springer Cham, 2022. ISBN 978-3-031-06854-6 doi:10.1007/978-3-031-06854-6
- ↑ Alexander Mayer, Dirk Weuster-Botz: Reaction engineering analysis of the autotrophic energy metabolism of Clostridium aceticum In: FEMS Microbiology Letters, Band 364, Ausgabe 22, November 2017, doi:10.1093/femsle/fnx219
- ↑ Alexander Mayer, Torben Schädler, Sascha Trunz, Thomas Stelzer und Dirk Weuster‐Botz: Carbon monoxide conversion with Clostridium aceticum In: Chemical Engineering Journal, Band 428, doi:10.1002/bit.26808
- ↑ J. P. Euzéby, Aidan C. Parte et al.: List of Prokaryotic names with Standing in Nomenclature – Clostridium aceticum Garrity et al. 2006 (Stand 24. September 2022)
- ↑ Jean Euzéby, Aidan C. Parte: Genus Brevibacterium. In: List of Prokaryotic names with Standing in Nomenclature (LPSN). Abgerufen am 25. September 2022.
- ↑ Frank R. Bengelsdorf und Peter Dürre: Biokatalytische Konversion, S. 102. In: Manfred Kircher, Thomas Schwarz: CO2 und CO – Nachhaltige Kohlenstoffquellen für die Kreislaufwirtschaft, Springer Spektrum Berlin, Heidelberg, 2020 ISBN 978-3-662-60648-3
Literatur
- Paul Vos, George Garrity, Dorothy Jones, Noel R. Krieg, Wolfgang Ludwig, Fred A. Rainey, Karl-Heinz Schleifer und William B. Whitman: Bergey's Manual of Systematic Bacteriology: Volume 3: The Firmicutes Springer, 2009
- Gerhard Fuchs: Allgemeine Mikrobiologie, 8. Auflage, Thieme Verlag ISBN 978-3-13-444608-1
Weiterführende Literatur
- An-Ping Zeng, Nico J. Claassens: One-Carbon Feedstocks for Sustainable Bioproduction Springer Cham, 2022. ISBN 978-3-031-06854-6 doi:10.1007/978-3-031-06854-6