Alkaliphilie

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Alkaliphilie ist die Eigenschaft von Lebewesen, eine alkalische Umgebung (also mit hohem pH-Wert) zu bevorzugen. Lebewesen mit dieser Eigenschaft werden als alkaliphil bezeichnet. Oft wird auch die sprachlich inkorrekte Form Alkalophilie (bzw. alkalophil) verwendet.

Das pH-Optimum alkaliphiler Mikroorganismen liegt teilweise bei 10 bis 11. Alkaliphile Organismen kommen meistens in hoch basischen Biotopen wie z. B. carbonathaltigen Böden und alkalischen Sodaseen vor. Zu den alkaliphilen Mikroorganismen gehören beispielsweise die Bakterien Spirulina und Nitrobacter. Extrem alkaliphile Bakterien finden sich insbesondere in der Gattung Bacillus, wie z. B. Bacillus alcalophilus.

Alkaliphile Bakterien sind in der Lage, ihre Umgebung zu verändern, indem sie neutrales Medium alkalisieren oder hochalkalisches Medium ansäuern und damit den pH-Wert für ihr Wachstum optimieren. Ihre extracellulär ausgeschiedenen Enzyme haben ihr Optimum im stark alkalischen Bereich. Solche Enzyme haben z. B. in der Waschmittelindustrie eine wichtige technische Bedeutung.

Der Energiestoffwechsel alkaliphiler Organismen weist eine Besonderheit auf, da in ihren Zellen für ihre ATP-Synthase keinen Protonengradienten, sondern einen Na+-Gradienten verwenden. Denn in einer stark alkalischen Umgebung (teilweise pH > 10) könnten sie nur dann einen "normalen" pH-Gradienten (außen saurer als innen) haben, wenn ihr Zell-Inneres noch alkalischer wäre. Diese Möglichkeit scheidet aber aus, da bei so hohen pH-Werten einige Enzym-Systeme nicht funktionsfähig wären. Tatsächlich halten alkaliphile Bakterien ihr Zellinneres weitgehend neutral. Sie haben eine Natrium-getriebene ATP-Synthase und ihre Atmungskette fungiert als Natrium-Pumpe.

Der Gegensatz zu Alkaliphilie ist Acidophilie. Organismen, die bei einem niedrigen pH-Wert wachsen, nennt man acidophil.