Geobacter sulfurreducens

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Geobacter sulfurreducens
Systematik
Abteilung: Proteobacteria
Klasse: Deltaproteobacteria
Ordnung: Desulfuromonadales
Familie: Geobacteraceae
Gattung: Geobacter
Art: Geobacter sulfurreducens
Wissenschaftlicher Name
Geobacter sulfurreducens
Caccavo et al. 1994[1]

Das Proteobakterium Geobacter sulfurreducens ist eine Geobacter-Spezies, die zur schwefelreduzierenden Gruppe der Ordnung Desulfuromonadales gehört.

Beschreibung[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Die Bakterien sind gramnegative unbewegliche Stäbchen, die 2 bis 3 × 0,5 µm groß werden. Es werden keine Sporen gebildet. Die Zellen enthalten Cytochrom c und wachsen noch in Medien mit einer Salzkonzentration, die der Hälfte der von Meerwasser entspricht, also 1,75 %. Ihr Wachstumsoptimum liegt zwischen 30 und 35 °C.

Sie sind strikt anaerob und chemoorganotroph, das heißt, sie gewinnen ihre Energie aus organischen Stoffen. Sie oxidieren Acetat mit Eisen(III), Schwefel, Kobalt(III), Fumarat, oder Malat als Elektronenakzeptor. Auch Wasserstoff wird als Elektronendonor zur Eisen(III)reduzierung verwendet.

G. sulfurreducens ist das erste isolierte Bakterium, das die Oxidation von Acetat oder Wasserstoff an die Eisen(III)reduzierung koppelt.

Artabgrenzung[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Phylogenetisch ist G. sulfurreducens am nächsten mit Geobacter metallireducens verwandt. Beides sind metallreduzierende Bakterien, aber G. sulfurreducens kann im Vergleich dazu Mangan(IV) nicht reduzieren, kann dafür aber Wasserstoff als Elektronendonor nutzen. G. sulfurreducens kann auch keine Alkohole oder aromatische Verbindungen wie Phenole als Elektronendonoren verwenden.

Habitat[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

G. sulfurreducens wurde aus Oberflächensedimenten eines Grabens in Norman (Oklahoma) isoliert. Acetat fungierte hierbei als Elektronendonor und Eisen(III)-haltiges Diphosphat als Elektronenakzeptor.

Historisches[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Die erste Beschreibung einer Geobacter-Spezies erfolgte 1987 durch Derek Lovley aus Sedimenten des Potomac River.[2] 1994 beschrieb Caccavo dann Geobacter sulfurreducens.

Anwendungen[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Eine Arbeitsgruppe um den amerikanischen Physiker Mark Tuominen hat 2011 nachgewiesen, dass ein dünner Film aus G. sulfurreducens elektrischen Strom mit einer Leitfähigkeit von ca. 5 Millisiemens pro cm leitet.[3] Eine ähnliche elektrische Leitfähigkeit zeigen Nanofilamente, die man aus den Bakterien gewinnen kann. Die Leitfähigkeit des Materials bleibt dabei über mehrere Zentimeter erhalten und ähnelt damit den elektrischen Eigenschaften synthetischer metallischer Nanostrukturen. Die Wissenschaftler interpretieren ihre Befunde so, dass G. sulfurreducens Proteine produziert, die elektrischen Strom leiten, was große Bedeutung für den Bau von Elektronikbauteilen im Nanomaßstab haben könnte.

Literatur[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

  • F. Caccavo, D. J. Lonergan, D. R. Lovley, M. Davis, J. F. Stolz, M. J. McInerney: Geobacter sulfurreducens sp. nov., a hydrogen- and acetate-oxidizing dissimilatory metal-reducing microorganism. In: Applied and environmental microbiology. Band 60, Nummer 10, Oktober 1994, S. 3752–3759, PMID 7527204, PMC 201883 (freier Volltext).

Einzelnachweise[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

  1. F. Caccavo, D. J. Lonergan, D. R. Lovley, M. Davis, J. F. Stolz, M. J. McInerney: Geobacter sulfurreducens sp. nov., a hydrogen- and acetate-oxidizing dissimilatory metal-reducing microorganism. In: Applied and environmental microbiology. Band 60, Nummer 10, Oktober 1994, S. 3752–3759, PMID 7527204, PMC 201883 (freier Volltext).
  2. Lovley DR, Stolz JF, Nord GL, Phillips, EJP: Anaerobic Production of Magnetite by a Dissimilatory Iron-Reducing Microorganism. In: Nature. 350, 1987, S. 252.
  3. Malvankar NS, Vargas M, Nevin KP, Franks AE, Leang C, Kim BC, Inoue K, Mester T, Covalla SF, Johnson JP, Rotello VM, Tuominen MT, Lovley DR: Tunable metallic-like conductivity in microbial nanowire networks. In: Nat Nanotechnol. Vom 7. August 2011. doi:10.1038/nnano.2011.119. PMID 21822253

Weblinks[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]