Pelomonas

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Die Einteilung der Lebewesen in Systematiken ist kontinuierlicher Gegenstand der Forschung. So existieren neben- und nacheinander verschiedene systematische Klassifikationen. Das hier behandelte Taxon ist durch neue Forschungen obsolet geworden oder ist aus anderen Gründen nicht Teil der in der deutschsprachigen Wikipedia dargestellten Systematik.

Pelomonas ist der Name einer Bakteriengattung. Bei der Typusart Pelomonas saccharophila wurde der Entner-Doudoroff-Weg entdeckt.[1] Hierbei handelt es sich um einen der Glycolyse ähnlichen Stoffwechselweg.[2] Einige Arten können auch, indem sie Wasserstoff und Kohlendioxid nutzen, chemolithoautotroph wachsen.

2023 wurde die Gattung aufgrund von Untersuchungen chemischer Merkmale aufgelöst, bis dahin zählten drei Arten zu Pelomonas. Die zwei Arten Pelomonas saccharophila und P. puraquae wurden 2023 zu der Gattung Roseateles gestellt. Die taxonomische Stellung der Art Pelomonas aquatica ist unklar (Stand Februar 2023).[3]

Merkmale

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Die Arten von Pelomonas sind stäbchenförmig. Sporen werden nicht gebildet. Sie besitzen eine polar gelegene Flagelle.

Stoffwechsel und Wachstum

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Die Arten von Pelomonas sind aerob, benötigen also Sauerstoff. Pelomonas saccharophila kann Stickstoff fixieren (Stickstofffixierung). Bei dieser Art wurde der Entner-Doudoroff-Weg erstmals beschrieben.[1][2] Hierbei werden organische Kohlenhydrate (Zucker) zur Energiegewinnung abgebaut, wobei der Energiegewinn geringer ist als bei der Glycolyse (Entner-Doudoroff-Weg 1 ATP, Glycolyse liefert 2 ATP pro Glucose-Molekül).

Des Weiteren wurde das autotrophe Wachstum mit Wasserstoff (H2) als Elektronendonator („Knallgasreaktion“) und Sauerstoff (O2) als Elektronenakzeptor bei den Arten Pelomonas saccharophila und P. puraquae nachgewiesen. P. puraqaue zeigt nur langsames Wachstum, wenn Wasserstoff als Elektronendonator dient. Bei P. aquatica wurde dieser Stoffwechselweg nicht beobachtet.[4] Bei der Knallgasreaktion werden die Elektronen und Protonen vom gespalteten Wasserstoff letztendlich vom Sauerstoff als Elektronenakzeptor wieder aufgenommen.[5] Als Endprodukt wird Wasser (H2O) gebildet.

Pelomonas aquatica zeigt Wachstum bei Temperaturen zwischen 20 und 37 °C. Optimales Wachstum erfolgt bei 30 °C. Pelomonas puraquae toleriert Temperaturen zwischen 10 und 37 °C, mit optimaler Temperatur von 37 °C.[4] P. saccharophyla toleriert auch niedrige Temperaturen bis 4 °C, die maximale Temperatur liegt bei 40 °C, das Optimum liegt bei 25–32 °C.[6]

Es folgt eine Tabelle mit einigen Merkmalen:[7]

P. saccharophyla* P. puraquae* P. aquatica*
autotrophes Wachstum mit Wasserstoff ja langsam nein
Urease nein nein nein
Nitratreduktion ja nein ja
Wachstum mit D-Glucose ja ja nein
Wachstum mit D-Mannose unterschiedlich nein nein
Wachstum mit Citrat nein schwach nein
Hydrolyse von Gelatine nein ja nein
β-Galactosidase ja ja nein

Anmerkungen:

*Die Angaben beziehen sich auf folgende Stämme: P. saccharophila CCUG 32988T, P. aquaticus CCUG 52575T, P. puraquae CCUG 52769T

Systematik

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Die Gattung Pelomonas zählte bis Februar 2023 zu der Familie der Comamonadaceae, welche zu der Abteilung der Prokaryota gestellt wird. Die Typusart wurde zuerst unter dem Namen Pseudomonas saccharophila beschrieben.[6] Im Jahr 2005 wurde es aufgrund von Untersuchungen u. a. der 16S-RNA, nifH-Gene für die Stickstofffixierung und Chinone sowie Analysen der zellulären Fettsäuren zu der neu erstellten Gattung Pelomonas gestellt.[6] Im Jahr 2023 führten Untersuchungen der Taxonomie der Familie Comamonadaceae zu einer Umstellung einiger Gattungen und Arten. Hierbei wurde auch eine neue Familie vorgeschlagen, die Sphaerotilaceae. Es wurden die zwei Arten Pelomonas saccharophila und Pelomonas puraquae zu der Gattung Roseateles gestellt. Die systematische Zuordnung der Art Pelomonas aquatica ist noch ungeklärt (Stand Februar 2023).[8][3]

Im Januar 2023 zählten drei Arten zu der Gattung Pelomonas:[3]

Der Gattungsname bezieht sich auf den Fundort der Erstbeschreibung: „pêlos“ ist das griechische Wort für „Schlamm“; „monas“ ist lateinisch und bedeutet soviel wie „eins“ oder „Einheit“.

Ökologie und mögliche Nutzung

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Pelomonas-Arten wurden u. a. innerhalb von Böden gefunden. Pelomonas saccharophiles kann Stickstoff (N2) fixieren und spielt somit mit anderen der Stickstofffixierung fähigen Bakterien eine wichtige Rolle im Stickstoffkreislauf in Ökosystemen. Pelomonas saccharophila wurde z. B. innerhalb der Rhizosphäre von Pflanzen, die in verschiedenen Fruchtfolgen (u. a. Erdnuss-Zuckerrüben) angebaut wurden, identifiziert.[9] Nicht näher bestimmte Arten von Pelomonas wurden innerhalb der Wurzeln von Reispflanzen gefunden.[10] Der für die Erstbeschreibung genutzter Stamm von Pelomonas aquatica stammte aus industriellen Abwasser und P. puraquae wurde in für Hämodialyse genutztes Wasser isoliert.[4]

Bei der Art Pelomonas puraquae wurde ein neues Imidazol-Derivat entdeckt, welches Pelopuradazole genannt wurde.[11] Diese Verbindung kann antibakteriell wirken.[12]

Pelomonas saccharophila und die Art Pseudomonas stutzeri wurden in mit Kreosot verschmutzten Böden gefunden. Hier bauen sie u. a. die giftigen Verbindungen Naphthalin, 1-Methylnaphthalin und 2-Methylnaphthalin ab. Diese Bakterienarten könnten ein wichtiger Bestandteil der ölabbauenden mikrobiellen Gemeinschaft in Erdöl ausgesetzten Gebieten sein.[13][14]

Pelomonas aquatica könnte dafür eingesetzt werden, die zwei Sprengstoffe Oktogen und Hexogen abzubauen.[15]

Einzelnachweise

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  1. ↑ a b N. Entner, M. Doudoroff: Glucose and gluconic acid oxidation of Pseudomonas saccharophila. In: J Biol Chem (1952), 196(2), S. 853–862 jbc.org (PDF).
  2. ↑ a b B. Bowien und H. G. Schlegel: Der Biosyntheseweg der RNS-Ribose in Hydrogenomonas eutropha Stamm H16 und Pseudomonasfacilis In: Archiv für Mikrobiologie (1972) Band 85, S. 95–112. doi:10.1007/BF00409291
  3. ↑ a b c Systematik nach J. P. Euzéby: List of Prokaryotic names with Standing in Nomenclature (LPSN) Pelomonas (Stand: 31. Januar 2023)
  4. ↑ a b c Margarita Gomila, Botho Bowien, Enevold Falsen, Edward R. B. Moore und Jorge Lalucat: Description of Pelomonas aquatica sp. nov. and Pelomonas puraquae sp. nov., isolated from industrial and haemodialysis water In: International Journal of Systematic and Evolutionary Microbiology (2007), Band 57, S. 2629–2635 doi:10.1099/ijs.0.65149-0
  5. ↑ Jens Boenigk: Boenigk, Biologie, 2021, Springer Verlag ISBN 978-3-662-61270-5.
  6. ↑ a b c Cheng-Hui Xie und Akira Yokota: Reclassification of Alcaligenes latus strains IAM 12599T and IAM 12664 and Pseudomonas saccharophila as Azohydromonas lata gen. nov., comb. nov., Azohydromonas australica sp. nov. and Pelomonas saccharophila gen. nov., comb. nov., respectively In: International Journal of Systematic and Evolutionary Microbiology (2005) Band 55, Ausgabe 6. S. 2419–2425 doi:10.1099/ijs.0.63733-0
  7. ↑ Margarita Gomila und Jorge Lalucat: Kinneretia In: Bergey's Manual of Systematics of Archaea and Bacteria (2019), John Wiley & Sons doi:10.1002/9781118960608.gbm01700
  8. ↑ Yang Liu, Juan Du, Tao Pei, Hanqin Du, Guang-Da Feng, Honghui Zhu: Genome-based taxonomic classification of the closest-to-Comamonadaceae group supports a new family Sphaerotilaceae fam. nov. and taxonomic revisions In: Systematic and Applied Microbiology, Band 45, Ausgabe 6, November 2022, 126352 doi:10.1016/j.syapm.2022.126352
  9. ↑ Manoj Kumar Solanki, Fei-Yong Wang, Chang-Ning Li1, Zhen Wang, Tao-Ju Lan, Rajesh Kumar Singh, Pratiksha Singh, Li-Tao Yang und Yang-Rui Li: Impact of Sugarcane–Legume Intercropping on Diazotrophic Microbiome In: Sugar Tech (Jan-Feb 2020) Band 22, Ausgabe 1, S. 52–64 doi:10.1007/s12355-019-00755-4
  10. ↑ Denver Walitang, Sandipan Samaddar, Aritra Roy Choudhury, Poulami Chatterjee, Shamim Ahmed und Tongmin Sa: Diversity and Plant Growth-Promoting Potential of Bacterial Endophytes in Rice doi:10.1007/978-981-13-6790-8_1 In: Plant Growth Promoting Rhizobacteria (PGPR): Prospects for Sustainable Agriculture ISBN 978-981-13-6789-2, ISBN 978-981-13-6790-8 (E-Book) doi:10.1007/978-981-13-6790-8
  11. ↑ Xi-Xin Hea, Xiao-Jie Chena, Guang-Tian Penga, Shan-Yue Guanb, Ling-Fang Leia, Jun-Hua Yaob, Bing-Xin Liua und Cui-Xian Zhanga: Pelopuradazole, a new imidazole derivative alkaloid from the marine bacteria Pelomonas puraquae sp. nov In: Natural Product Research (2014) Band 28, Ausgabe 9, S. 680–682, doi:10.1080/14786419.2014.891591
  12. ↑ Germán A. Kopprio, Nguyen D. Luyen, Le Huu Cuong, Tran Mai Duc, Anna Fricke, Andreas Kunzmann, Le Mai Huon und Astrid Gärdes: Insights into the bacterial community composition of farmed Caulerpa lentillifera: A comparison between contrastinghealth states In: MicrobiologyOpen, December 2021, Band 10, Ausgabe 6 doi:10.1002/mbo3.1253
  13. ↑ Bulbul Gupta, Kunal, Anita Rajor und Jaspreet Kaur: Isolation, Characterisation of Novel Pseudomonas and Enterobacter sp. from Contaminated Soil of Chandigarh for Naphthalene Degradation doi:10.1007/978-981-10-5349-8_17. In: Utilization and Management of Bioresources 2018, S. 175–186. ISBN 978-981-13-5373-4 doi:10.1007/978-981-10-5349-8
  14. ↑ William T. Stringfellow und MICHAEL D. Aitken: Competitive metabolism of naphthalene, methylnaphthalenes, and fluorene by phenanthrene-degrading pseudomonads. In: Applied Environmental Microbiology (Januar 1995) Band 61, S. 357–362. Open Access doi:10.1128/aem.61.1.357-362.1995
  15. ↑ Shilpi Nagar, Ajay Kumar Shaw, Shalini Anand, S. Mary Celin, Pramod Kumar Rai: Biodegradation of octogen and hexogen by Pelomonas aquatica strain WS2-R2A-65 under aerobic condition. In: Environmental Technology. Band 43, Nr. 7, 21. März 2022, ISSN 0959-3330, S. 1003–1012, doi:10.1080/09593330.2020.1812731 (tandfonline.com [abgerufen am 17. Februar 2024]).

Siehe auch

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Wikispecies: Pelomonas – Artenverzeichnis
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