Methylococcaceae

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Methylococcaceae
Mikroskopische Aufnahme von Methylococcus capsulatus

Mikroskopische Aufnahme von Methylococcus capsulatus

Systematik
Domäne: Bakterien
Abteilung: Proteobacteria
Klasse: Gammaproteobacteria
Ordnung: Methylococcales
Familie: Methylococcaceae
Wissenschaftlicher Name
Methylococcaceae
Whittenbury & Krieg 1984

Methylococcaceae bilden eine Familie der Proteobacteria und sind neben den Crenotrichaceae das einzige Mitglied der Ordnung Methylococcales. Sie zählen zu den methanotrophen Bakterien, sie sind in der Lage mit Methan als einzige Kohlenstoffquelle für den Aufbau der Zellsubstanz (Assimilation) und zum Energiegewinn (durch Oxidation zu Methanol) zu wachsen. Durch die Verwertung des Treibhausgases Methan sind sie ökologisch sehr wichtig.

Die Zellen sind stäbchen- oder kokkenförmig. Teilweise treten Zellketten auf. Einige Arten bilden cystenförmige Körperchen als Ruhestadien.

Stoffwechsel[Bearbeiten]

Die Methylococcaceae zählen zu den methanotrophen Bakterien, eine Untergruppe der methylotrophen Bakterien. Methylotrophe sind in der Lage, Verbindungen, die keine C–C-Bindungen aufweisen, zu verwerten. In diesen Molekülen ist entweder nur ein Kohlenstoffatom (z. B. Methanol, Methan) enthalten oder kein Kohlenstoffatom direkt mit einem anderen verbunden. Die methanotrophen Bakterien können hiervon Methan und Methanol nutzen.[1][2] Die Methylotrophen hingegen können auch einige weitere Verbindungen ohne direkte C-C-Bindungen nutzen, wie z.B. Trimethylamin, Methylamin und Dimethylamin.[1][2] Die Methanotrophen unterscheiden sich weiterhin von den Methylotrophen durch den Besitz des Enzyms Methan-Monooxygenase (MMO) und der Fähigkeit CO2 zu nutzen. Mit Hilfe des Enzyms MMO wird Methan zu Methanol oxidiert und die dabei gewonnene Energie auf die Atmungskette übertragen und ATP erzeugt.

Bakterien der Gattungen Methylobacter, Methylococcus und Methylosphaera sind zusätzlich in der Lage Stickstoff zu fixieren

Stellung innerhalb der Methylotrophen[Bearbeiten]

Die methanotrophen Bakterien werden aufgrund von verschiedenen Merkmalen, wie Zellaufbau und Stoffwechsel in drei Gruppen, Gruppe I, II und X unterteilt. Die Methylococcaceae bilden die Gruppe I. Sie nutzen Einkohlenstoffverbindungen im Stoffwechsel mit Hilfe des Ribulosemonophosphatweg. Im Stoffwechsel der Gruppe II wird Kohlenstoff über den Serinweg fixiert. Arten der Familie Methylocystaceae bilden diese Gruppe. Weiteres Unterscheidungsmerkmal ist die Form der inneren Membranen. In der Gruppe I sind sie in Stapeln angeordnet, in Typ II verlaufen sie hingegen parallel zur äußeren Zellmembran. Die Gruppe X ist wiederum eine Untergruppe der Gruppe I. Die Besonderheit bei diesen Bakterien ist die Fähigkeit neben Methan auch CO2 zu fixieren. Hierzu zählen die Gattungen Methylococcus und Methylocaldum.

Fakultativ methylotrophe Bakterien sind nicht auf Einkohlenstoffverbindungen angewiesen, können sie aber zusätzlich nutzen, wie z.B. verschiedene Arten von Arthrobacter, Pseudomonas, Micrococcus und Bacillus.

Systematik[Bearbeiten]

Das Bakterium Crenothrix polyspora, auch unter den Namen Brunnenfaden bekannt, ist ebenfalls in der Lage Methan zu oxidieren. Analysen der 16S rRNA-Sequenz zeigen eine hohe Verwandtschaft mit der Art Methylobacter psychrophilus[3]. Diese Art wird nach NCBI[4] in der zu der gleichen Ordnung zählende Familie Crenotrichaceae geführt.

Aktuell besteht die Methylococcaceae aus folgenden Gattungen[5]:

Quellen[Bearbeiten]

  1. a b Johannes C. G. Ottow: Mikrobiologie von Böden: Biodiversität, Ökophysiologie und Metagenomik, Springer Verlag, Heidelberg New York 2011, ISBN 3642008232.
  2. a b Hanson RS, Hanson TE (1996) Methanotrophic bacteria. Microbiol Rev 60: 439–471
  3. Stoecker, K. et al (2006): Cohn’s Crenothrix is a filamentous methane oxidizer with an unusual methane monooxygenase In: Proceedings of the National Academy of Sciences USA (PNAS) 103(7), S. 2363–2367; PMID 16452171; PMC 1413686 (freier Volltext) (engl.)
  4. National Center for Biotechnology Information (NCBI)
  5. J.P. Euzéby: List of Prokaryotic Names with Standing in Nomenclature Stand November 2011

Literatur[Bearbeiten]

  • Michael T. Madigan, John M. Martinko, Jack Parker: Brock - Mikrobiologie. 11. Auflage. Pearson Studium, München 2006, ISBN 3-8274-0566-1
  • George M. Garrity: Bergey's manual of systematic bacteriology. 2. Auflage. Springer, New York, 2005, Volume 2: The Proteobacteria, Part B: The Gammaproteobacteria
  • Martin Dworkin, Stanley Falkow, Eugene Rosenberg, Karl-Heinz Schleifer, Erko Stackebrandt (Hrsg.) The Prokaryotes, A Handbook of the Biology of Bacteria. 7 Bände, 3. Auflage, Springer-Verlag, New York u. a. O., 2006, ISBN 0-387-30740-0. Vol. 2: Ecophysiology and Biochemistry ISBN 0-387-25492-7