mini|Das Bild skizziert die Korrosion unter anaeroben Bedingungen, die durch bestimmte Bakterien wie z. B. Desulfovibrio-Arten verursacht wird.
Desulfovibrio ist eine Gattung Gram-negativer Sulfat-reduzierender Bakterien. Die Arten sind zur Sulfatatmung fähig.
Stoffwechsel Die sulfatreduzierenden Arten der Gattung Desulfovibrio bilden Adenosintriphosphat (ATP), indem sie organische Verbindungen mit Sulfat oxidieren. Hierbei wird aus dem Sulfat Schwefelwasserstoff gebildet. Als organische Substanzen werden von den Arten der Desulfovibrio meist Lactat, Pyruvat oder Ethanol genutzt. Als Endprodukt wird Acetat gebildet und ausgeschieden. Der Prozess, bei dem die Bakterien durch Oxidation organischer Verbindungen mit Sulfat Adenosintriphosphat bilden, wird als Sulfatatmung bezeichnet. Die Zellen enthalten Desulfoviridin, eine dissimilatorischen Sulfit-Reduktase (dSiR). Dieses Enzym dient dazu, innerhalb der Sulfatatmung Sulfit zu H2S reduzieren.
Der durch die Sulfatatmung gebildete Schwefelwasserstoff kann durch schwefeloxidierende Bakterien zu Schwefelsäure oxidiert werden. Dies kann zu Problemen führen, beispielsweise kann durch die Schwefelsäure Beton angegriffen werden. mini|411x411px|Reduktive Glycinweg. Abkürzungen: ATP/ADP (Adenosintri-/diphosphat); CoA (Coenzym A); Cytred/Ox (reduziertes/oxidiertes Cytochrom); FDHap (Formiatdehydrogenase, akzessorisches Protein); FT (Formiattransporter); GR_Bb (Glycinreduktase-Komplex; Komponente B, Untereinheit Alpha); NAD(P)H (Nicotinamidadenindinukleotid (Phosphat)); SDA (Serindehydratase-ähnlich); THF: Tetrahydrofolat; ND: nicht nachweisbar. Bei Desulfovibrio desulfuricans wurde im Jahr 2020 ein neuer Stoffwechselweg beschrieben, der Reduktive Glycinweg (englisch: reductive glycine pathway). Hier wird CO2 zunächst zu Formiat reduziert, das mit einem zweiten CO2-Molekül reduziert und kondensiert wird, um Glycin zu erzeugen. Hierbei wird Ammoniak benötigt. Glycin wird in D. desulfuricans durch Glycinreduktase weiter zu Acetyl-P und dann zu Acetyl-CoA reduziert, das mit einem weiteren CO2 kondensiert wird, um Pyruvat zu bilden.Alexander Galushko, Jan Kuever: Desulfovibrionaceae (2020) In:
Einige Arten, wie z. B. Desulfovibrio carbinolicus (aktuell als Solidesulfovibrio carbinolicus geführt), können auch Methanol als Elektronendonator mit Sulfat als Akzeptor nutzen. Methanol wird von eher wenigen sulfatreduzierende Bakterien genutzt, und das Wachstum auf Methanol verläuft in der Regel langsamer. Methanol kann beispielsweise von der mesophilen Art Desulfotosporosinus orientis, dem thermophilen Desulfotomaculum kuznetsovii, Desulfatiglans anilini und Desulfobacterium catecholicum genutzt werden.
Ökologie Desulfovibrio-Arten sind häufig in Gewässern mit hohem Anteil an organischem Material sowie in wassergesättigten Böden anzutreffen. Sie sind wichtige Mitglieder von Gemeinschaften in extrem oligotrophen Lebensräumen, wie z. B. in zerklüfteten tiefen granitischen Grundwasserleitern.
Pathogenität In der Pathologie wurden hohe Mengen an Desulfovibrio-Bakterien mit (chroentzündlichen Darmerkrankungen, Bakteriämien (bakteriellen Infektionen) und der Parkinson-Krankheit in Verbindung gebracht.
Mögliche Nutzung Von einige Desulfovibrio-Arten wurde ab ca. 1992 gezeigt, dass sie ein Potential für die Bioremediation toxischer Radionuklide wie Uran haben. Dies wird ermöglicht durch einen reduktiven Bioakkumulationsprozess, d. h. durch die biologische Umwandlung (Präzipitation oder Ausfällung) von gut wasserlöslichem Uran(VI) in relativ unlösliches Uran(IV), worauf das toxische Uran aus dem kontaminierten Wasser entfernt werden kann. Desulfovibrio alaskensis G20 führt dies in Gegenwart eines Elektronendonors wie Wasserstoff durch. Auch Desulfovibrio desulfuricans G20 ist hierzu in der Lage, es kann auch Cr(VI) reduzieren.
Systematik Die gegenwärtig akzeptierte Taxonomie basiert auf der (LPSN) und dem (NCBI).
Synonyme Die LPSN betrachtet die folgenden Gattungsnamen als Synonyme von Desulfovibrio: Desulfomonas et al. 1976 alias 1976 „Aminidesulfovibrio“ et al. 2020 „Psychrodesulfovibrio“ 2020 „Alteridesulfovibrio“ 2019
„Frigididesulfovibrio“ et al. 2020 „Alteridesulfovibrio“ et al. 2020 „Frigididesulfovibrio“ 2019 „Aminidesulfovibrio“ 2019
Artenliste mini|TEM-Aufnahmen von „Ca. D. kirbyi“ ZnDsv-02, einem weiteren Ektosymbionten von T. collaris im Verdauungstrakt der Termite Z. nevadensis. Artenliste nach der LPSN (Stand 17. Dezember 2023): Desulfovibrio aminophilus et al. 1999 „Desulfovibrio biadhensis“ et al. 2015 „Desulfovibrio caledoniensis“ et al. 2002 „Desulfovibrio cavernae“ 2004 Desulfovibrio cuneatus et al. 1998 Desulfovibrio desulfuricans 1936 „Desulfovibrio diazotrophicus“ corrig. et al. 2021 „Candidatus Desulfovibrio faecigallinarum“ et al. 2021 „Desulfovibrio fairfieldensis“ et al. 1997 „Desulfovibrio ferrophilus“ et al. 2007 Desulfovibrio furfuralis et al. 1989 „Candidatus Desulfovibrio gallistercoris“ et al. 2021 Desulfovibrio giganteus corrig. et al. 1988 Desulfovibrio gilichinskyi et al. 2019 „Desulfovibrio hontreensis“ et al. 2015 Desulfovibrio indonesiensis corrig. et al. 2000 Desulfovibrio inopinatus 1999 Desulfovibrio intestinalis et al. 1999 „Candidatus Desulfovibrio intestinavium“ et al. 2021 „Candidatus Desulfovibrio intestinigallinarum“ et al. 2021 „Candidatus Desulfovibrio intestinipullorum“ et al. 2021 „Candidatus Desulfovibrio kirbyi“ et al. 2020 Desulfovibrio legallii corrig. et al. 2013 Desulfovibrio litoralis et al. 1998 Desulfovibrio longreachensis corrig. 1995 „Desulfovibrio mangrovi“ et al. 2023 „Desulfovibrio multispirans“ et al. 1984 „Desulfovibrio oryzae“ et al. 2020 Desulfovibrio oxyclinae et al. 2000 Desulfovibrio piger ( et al. 1976) et al. 2002 Desulfovibrio porci et al. 2021 Desulfovibrio psychrotolerans et al. 2008 Desulfovibrio simplex et al. 1990 „Desulfovibrio singaporenus“ et al. 2008 Desulfovibrio subterraneus et al. 2021 „Candidatus Desulfovibrio trichonymphae“ et al. 2009 Desulfovibrio zosterae et al. 1999
Verschiebungen Die folgenden Arten sind nach der LPSN nicht (mehr) Mitglieder der Gattung Desulfovibrio, sondern anderen (neuen) Gattungen innerhalb der Familie Desulfovibrionaceae zugeordnet: Desulfovibrio vulgaris → Nitratidesulfovibrio vulgaris et al. 2020 Desulfovibrio alaskensis → Oleidesulfovibrio alaskensis ( et al. 2004) et al. 2020 Desulfovibrio lacusfryxellense → Maridesulfovibrio lacusfryxellense 2021 … Phylogenie Zur Phylogenie der Gattung Desulfovibrio wurden u. a. folgende Vorschläge gemacht: 16S-rRNA-basiert LTP_01_2022 Auf 120 Markerproteinen basierend GTDB 07-RS207
Weblinks
H. Melvin Czechowski, H(arold). W. Rossmore: The Effect of Selected Industrial Biocides on Lactate Metabolism in Desulfovibrio desulfuricans. In: Developments in Industrial Microbiology, Kapitel 76, Society for Industrial Micobiology, 1981 (). Mohor Chatterjee, Yu Fan, Fang Cao, Aaron A. Jones, Giovanni Pilloni, Xiaozhou Zhang: Proteomic study of Desulfovibrio ferrophilus IS5 reveals overexpressed extracellular multi-heme cytochrome associated with severe microbiologically influenced corrosion. In: Nature: Scientific Reports, Band 11, 29. Juli 2021, S. 15458; doi:10.1038/s41598-021-95060-0, PMID 34326431, ().
Literatur 16. Auflage, 1. Juli 2021, 1128 Seiten, ISBN 978-1-292-40479-0.
Einzelnachweise LPSN: Genus Desulfovibrio Kluyver and van Niel 1936 (Approved Lists 1980). NCBI: Desulfovibrio, Details: [Desulfovibrio Kluyver and van Niel 1936 (Approved Lists 1980) emend. Loubinoux et al. 2002, …] (genus), heterotypic synonym: "Sporovibrio" Starkey 1938, Desulfomonas Moore et al. 1976. GTDB: Desulfovibrionaceae (fam.). Mit: Desulfovibrio (gen.) Desulfovibrio_Q (gen.) Alteridesulfovibrio (gen.) Aminidesulfovibrio (gen.) g__Frigididesulfovibrio (gen.) Dazu: Dazu:
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