Pelomicrobium methylotrophicum ist eine Bakterienart. Es wurde aus einem Schlammvulkan isoliert und benötigt relativ hohe Temperaturen zum Wachstum, es ist thermophil („hitzeliebend“). Bestes Wachstum findet bei 50 °C statt. Es ist, was den Stoffwechsel angeht sehr flexibel, so kann es u. a. mit Hilfe der Energiegewinnung durch die Oxidation von Methanol (methylotroph) oder mit Hilfe der Spaltung von Wasserstoff wachsen.
Merkmale Die Zellen von Pelomicrobium methylotrophicum sind gerade Stäbchen mit einem Durchmesser von 0,3–0,4 μm und einer Länge von 0,7–1,6 μm. Sporen werden nicht gebildet. Die Zellen sind aufgrund eines einzigen polaren Flagellums beweglich. Sie besitzen eine Gram-negative Zellwand, die also aus zwei Membranen, einer inneren und einer äußeren und dem dazwischen liegenden periplasmatischen Raum mit einer Mureinschicht besteht.
Stoffwechsel und Wachstum Pelomicrobium methylotrophicum ist, was den Stoffwechsel angeht, sehr flexibel. Wenn Sauerstoff vorhanden ist, kann es durch die aerobe Atmung wachsen. Es kann einige organischer Säuren und komplexere, proteinhaltige Verbindungen nutzen, Zucker werden jedoch nicht verwertet. Unter Sauerstoffausschluss kann auch die Nitratatmung (Denitrifikation) erfolgen. Hierbei wird Nitrat zu Nitrit reduziert. Es kann auch durch die Verwertung von Methanol, Formiat und einer Reihe anderer organischer Verbindungen wachsen, es zählt zu den methylotrophen Bakterien. Außerdem zeigt es lithoautotrophes Wachstum mit Wasserstoff, elementarem Schwefel oder Thiosulfat als Elektronendonatoren. Lithoautotroph bedeutet, das es hierbei für das Wachstum keine organischen Stoffe benötigt. Beim Wachstum mit Wasserstoff dient H2 als Elektronenspender (Donator) und Sauerstoff (O2) als Elektronenakzeptor (Knallgasreaktion). Elementarer Schwefel und Thiosulfat werden oxidiert, Sauerstoff ist auch hier der Akzeptor. Pelomicrobium zählt also zu den schwefeloxidierende Bakterien, die auch als Sulfurikanten bezeichnet werden.
Das Genom kodiert mehrere Stoffwechselwege, darunter die Fettsäureverwertung und der Citratzyklus, die CO2-Fixierung (Calvin-Zyklus), die Glykolyse und Glukoneogenese, sowie die Verwertung von Methanol (Tetrahydromethanopterin-gebundener und Tetrahydrofolat-gebundener Weg). Die Gene der Schlüsselenzyme des Ribulosemonophosphat (RuMP)-Stoffwechselwegs oder des Serinstoffwechselwegs fehlen.
Das Bakterium ist thermophil: Der Temperaturbereich für das Wachstum von P. methylotrophicum liegt zwischen 30 und 63 °C, wobei die optimale Temperatur bei 50 °C liegt. Es wächst bei einem pH-Wert von 6,5–10,0 (Optimum bei pH 8,5), man kann hier von mäßig alkaliphil sprechen. NaCl-Konzentrationen werden von 0–4,5 % vertragen (Optimum 1,0–1,5 %).
Methylotrophie Der bedeutendste Unterschied von Pelomicrobium methylotrophicum gegenüber den Vertretern der Klasse Hydrogenophilia ist die Fähigkeit, Methanol zu verwerten. Methylotrophie innerhalb der Betaproteobacteria ist bei Arten der Familie Methylophilaceae bekannt, die hier obligat oder eingeschränkt fakultativ sind. Methylibium petroleiphilum und die Arten der Gattung Methyloversatilis sind fakultative Methylotrophen mit einem breiten Spektrum zusätzlich zu Methanol. Pelomicrobium methylotrophicum wächst sowohl unter anoxischen als auch unter oxischen Bedingungen auf Methanol und besitzt ein Gen, das für die Methanol-Dehydrogenase (MDH) kodiert. Im Gegensatz zu Arten der verwandten Gattung Methyloversatilis, die mehrere MDHs unterschiedlicher Typen besitzen, wurde bei Pelomicrobium methylotrophicum nur eine Methanol-Dehydrogenase (XoxF) gefunden. Wie viele Methylotrophe Bakterien besitzt der neue Stamm vollständige Gensätze sowohl für den Tetrahydromethanopterin (H4MTP)-gebundenen als auch für den Tetrahydrofolat (H4F)-gebundenen Stoffwechselweg der Formaldehyd-Oxidation. Es wurde gezeigt, dass bei Methylotrophen Arten der Tetrahydromethanopterin-Stoffwechselweg hauptsächlich zur Erzeugung von ATP genutzt wird, während der Tetrahydrofolat-Stoffwechselweg eher biosynthetisch als oxidativ ist und zur Assimilation von C1-Verbindungen über den Serinweg genutzt wird. Im Genom von Pelomicrobium methylotrophicum fehlen viele der Gene des Serinwegs. Daher kann die Rolle des H4F-gebundenen Stoffwechselwegs und die Funktion des Serinzyklus in diesem Organismus anhand der Genomdaten nicht vollständig verstanden werden. Für lithoautotrophes und methylotrophes Wachstum nutzt das Bakterium den Calvin-Benson-Zyklus für den Aufbau von Kohlenstoffverbindungen.
Systematik Pelomicrobium zählt zu der im Jahr 2022 aufgestellten Klasse Hydrogenophilia innerhalb des Phylums Pseudomonadota (früher als Proteobacteria bezeichnet). Eine Familie oder Ordnung wurde noch nicht aufgestellt (Stand Dezember 2025). P. methylotrophicum ist bis jetzt (Stand Januar 2026) die einzige beschriebene Art.
Der Name Pelomicrobium ist aus dem griechischen Wort pēlós (Schlamm, Ton) und dem lateinischen Wort microbium zusammengesetzt: Das Bakterium wurde aus dem Boden eines Schlammvulkans isoliert. Der Artname P. methylotrophicum weist auf die Fähigkeit der Methylotrophie, also der Nutzung von C1-Verbindungen wie Methanol, hin.
Ökologie Schlammvulkane sind durch unterirdische Bewegungen großer Massen von Schlamm und Brekzien, zusammen mit Wasser und Gasen, nach oben zur Erdoberfläche gekennzeichnet. Schlammvulkane sind weltweit sowohl vor der Küste als auch an Land verbreitet. Da diese Art von Vulkanen eine wichtige Quelle für den Methanfluss in die Atmosphäre darstellen, konzentrierten sich mikrobiologische Studien auf Prokaryoten, die am Methan- und Schwefelkreislauf beteiligt sind, vor allem an der sulfatabhängigen anaeroben Methanoxidation. Bis 2019 wurden nur wenige Bakterienstämme, die zu den Deltaproteobacteria und Clostridia gehören, aus terrestrischen Schlammvulkanen isoliert. Abgesehen von der Methanoxidation und Sulfatreduktion sind andere mikrobielle Prozesse in terrestrischen Schlammvulkanen wenig untersucht. Mikrobielle Gemeinschaften von Schlammvulkanen können auch Vertreter einer tiefen Biosphäre umfassen, darunter „wärmeliebende“ (thermophile) Bakterien, die entlang tief verwurzelter Strukturen an die Oberfläche transportiert wurden. Mit Thermophilen verwandte 16S-rRNA-Gensequenzen wurden aus einem terrestrischen Schlammvulkan im Südwesten Taiwans gewonnen, wobei bisher keine kultivierten thermophilen Mikroorganismen aus Ökotopen isoliert wurden, die mit sedimentärem Vulkanismus in Verbindung stehen. Pelomicrobium methylotrophicum ist hier das erste bekannte, themophile Bakterium, welches von so einem Vulkan isoliert wurde.
Einzelnachweise Galina Slobodkina: Pelomicrobium (2021) In:
Literatur Galina Slobodkina: Pelomicrobium (2021) In:
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