Sphingomonadales

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Die Sphingomonadales bilden eine Ordnung innerhalb der Alphaproteobacteria und bestehen aus den Familien Erythrobacteraceae und Sphingomonadaceae. Sie sind in der Natur weit verbreitet und kommen z.B. im Boden, im Meer- und Süßwasser vor. Der Name bezieht sich auf die in der äußeren Zellmembran vorkommenden Sphingolipide.

[Bearbeiten] Merkmale

Es handelt sich um gram-negative Bakterien. Einige sind mit Geißeln beweglich. Die Zellform ist stäbchenförmig oder eiförmig. Einige Arten verändern im Laufe der Kultivierung ihre Zellform, sie sind pleomorph.

Ein wichtiges Merkmal ist das Vorkommen von Sphingolipiden in der äußeren Membran der Zellwand. Hier fehlen die für gram-negative Bakterien typischen Lipopolysaccharide (LPS), stattdessen sind verschiedene Sphingolipide enthalten. Die Sphingolipide ersetzen die LPS offenbar und haben ähnliche Funktionen, z.B. Schutz vor schädlichen Substanzen, u.a. auch vor Bakteriziden^[1]. Sphingolipide wurden nur in wenigen Gruppen der Prokaryonten nachgewiesen, sind bei den Eukaryonten aber häufig anzutreffen, vor allem bei Säugetieren im Nervengewebe. Weitere Bakteriengruppen in denen Sphingolipide nachgewiesen wurden sind Bacteroiden (z.B. Bacteroides und Sphingobacterium) und Mycoplasma der gram-positiven Firmicutes^[1]. Es handelt sich um phylogenetisch weit von einander entfernte Gruppen, wodurch das Vorkommen der Lipide für die taxonomische Einordnung nützlich ist^[2]. Bei den Sphingolipiden der Sphingomonadales handelt es sich um das Glycosphingolipid Galacturonosyl-Ceramid (z.B. bei Sphingopyxism terrae) und das Glucuronosyl-Ceramid (z.B. bei verschiedenen Arten von Erythrobacter und Sphingomonas)^[3].

[Bearbeiten] Stoffwechsel

Bis auf eine Ausnahme, die Gattung Zymomonas, sind die Sphingomonadales aerob und chemoorganotroph. Zymomonas kann auch ohne Anwesenheit von Sauerstoff leben (fakultativ anaerob), der Stoffwechselweg ist dann die Fermentation. Zymomonas mobilis wird für die Herstellung des Gärgetränks Pulque genutzt. Einige Arten besitzen das Chlorophyll a und sind fakultativ photoorganotroph, sind also in der Lage, auch durch die Photosynthese Energie zu gewinnen. Beispiele sind Arten von Erythrobacter, Erythromicrobium, Porphyrobacter und Sandaracinobacter sowie einige Arten von Sphingomonas.

[Bearbeiten] Nutzung durch den Menschen

Einige Arten sind in der Lage, verschiedene, für andere Organismen giftige Stoffe im Stoffwechsel zu nutzen. So kann beispielsweise die Art Novosphingobium naphthalenivorans das umweltschädliche Kohlenstoffaromat Naphthalin im Stoffwechsel als einzige Kohlenstoffquelle nutzen^[4]. Diese Fähigkeit machen einige Arten für den Einsatz in Bodensanierungen interessant. Arten wie Sphingomonas paucimobilis werden auch in der Lebensmittelindustrie zur Produktion des Lebensmittelzusatzstoffes Gellan genutzt. Das von Sphingomonas paucimobilis produzierte Gellan kann auch in der Mikrobiologie als Ersatz für Agar in der Kultivierung von Bakterienstämmen eingesetzt werden^[5].

[Bearbeiten] Systematik

Die Ordnung besteht aus zwei Familien, Sphingomonadaceae und Erythrobacteraceae. In verschiedenen Publikationen findet man auch auch alle Gattungen in der Familie Sphingomonadaceae vereinigt. Die Typusgattung der Ordnung, Sphingomonas, wurde durch Umstellungen verschiedener Arten der Pseudomonaden erstellt.

Einige Gattungen^[6]:

• Sphingomonadaceae
  • Alisphingobium
  • Blastomonas
  • Kaistobacter
  • Lutibacterium
  • Novosphingobium
  • Sandaracinobacter
  • Sphingomonas
  • Zymomonas

• Erythrobacteraceae
  • Altererythrobacter
  • Erythrobacter
  • Erythromicrobium
  • Porphyrobacter

[Bearbeiten] Quellen

1. ↑ ^{a b} David L. Balkwill, J. K. Fredrickson und M. F. Romine: Sphingomonas and Related Genera In: The Prokaryotes, A Handbook of the Biology of Bacteria. Volume 7: Proteobacteria: Delta and Epsilon Subclasses. Deeply Rooting Bacteria ISBN 978-0-387-33493-6
2. ↑ Ingar Olsen* and Erik Jantzen: Sphingolipids in Bacteria and Fungi Anaerobe, Volume 7, Issue 2, April 2001, Pages 103-112 Online
3. ↑ Eiko Yabuuchi und Yoshimasa Kosako: Order IV. Sphingomonadales. In: George M. Garrity: Bergey's manual of systematic bacteriology. 2. Auflage. Springer, New York, 2005, Vol. 2: The Proteobacteria Part C: The Alpha-, Beta-, Delta-, and Epsilonproteabacteria ISBN 0-387-24145-0
4. ↑ Saori Suzuki und Akira Hiraishi: Novosphingobium naphthalenivorans sp. nov., a naphthalene-degrading bacterium isolated from polychlorinated-dioxin-contaminated environments In: The Journal of General and Applied Microbiology, Vol. 53, pp.221-228 (2007) Online
5. ↑ R. Hänsel und O. Sticher: Pharmakognosie – Phytopharmazie, 8., überarbeitete und aktualisierte Auflage, ISBN 3-540-26508-2
6. ↑ National Center for Biotechnology Information (NCBI) Stand: Mai 2008

[Bearbeiten] Literatur

• Martin Dworkin, Stanley Falkow, Eugene Rosenberg, Karl-Heinz Schleifer, Erko Stackebrandt (Hrsg.) The Prokaryotes, A Handbook of the Biology of Bacteria. Volume 7: Proteobacteria: Delta and Epsilon Subclasses. Deeply Rooting Bacteria ISBN 978-0-387-33493-6
• George M. Garrity: Bergey's manual of systematic bacteriology. 2. Auflage. Springer, New York, 2005, Vol. 2: The Proteobacteria Part C: The Alpha-, Beta-, Delta-, and Epsilonproteabacteria ISBN 0-387-24145-0
• Michael T. Madigan, John M. Martinko, Jack Parker: Brock - Mikrobiologie. 11. Auflage. Pearson Studium, München 2006, ISBN 3-8274-0566-1
• Walter Reineke, Michael Schlömann: Umweltmikrobiologie. 1. Auflage, Spektrum Akademischer Verlag, München, 2007 ISBN 382741346X
• Kyung-Bum Lee, Chi-Te Liu, Yojiro Anzai, Hongik Kim, Toshihiro Aono und Hiroshi Oyaizu: The hierarchical system of the ‘Alphaproteobacteria’: description of Hyphomonadaceae fam. nov., Xanthobacteraceae fam. nov. And Erythrobacteraceae fam. nov. In: International Journal of Systematic and Evolutionary Microbiology, Volume 55, 2005, S. 1907–1919 Online