Die Pseudonocardiaceae sind eine Familie von Bakterien. Sie zählen zu den Actinobacteria. Die Gattungen unterscheiden sich teilweise recht stark in den morphologischen, physiologischen und chemotaxonomischen Merkmalen. Im Allgemeinen handelt es sich dabei überwiegend um Myzelien bildende Actinobakterien. Myzelien bestehen aus einzelnen, fadenförmigen Zellen, die auch Hyphen genannt werden. Die Arten sind meist aerob, also auf Sauerstoff angewiesen. Einige können auch anaerob wachsen. Crossiella Arten sind pathogen für Pferde und Saccharomonospora viridis für den Menschen, die Art kann eine hypersensitive Pneumonitis auslösen.
Merkmale Viele Gattungen der Pseudonocardiaceae bilden Substrat- und Luftmyzel. Es können einzelne Sporen oder auch kurze Sporenketten vorkommen. Das Luftmycel ragt über die Oberfläche des Mediums hinaus, während das Substratmycel sich innerhalb des Mediums befindet. Bei einigen Mitgliedern können Sporen sowohl vom Substrat- und den Lufthyphen gebildet werden, hierzu zählt die Gattung Pseudonocardia. Das vegetative Myzel verzweigt sich, bei einigen Gattungen werden Luftmyzel gebildet, die in einzelne oder in Ketten angeordnete, glattflächige, stäbchenförmige Elemente zerfallen können. Andere gebildete Strukturen sind Synnemata oder kuppelartige Körper. Synnemata sind Bündel aus Hyphen, die eine aufrechte, stielartige Struktur bilden.
Sporangien oder Pseudosporangien können bei einigen Gattungen gebildet werden. Einige Vertreter können bewegliche Sporen bilden. Es handelt sich um sogenannte Zoosporen, die Flagellen besitzen und sich in feuchten Umgebungen mit Hilfe von Flagellen fortbewegen können.
Eine ausgeprägte Fragmentierung der Hyphen tritt bei einigen Taxa auf, fehlt jedoch bei anderen.
Stoffwechsel Die Familie Pseudonocardiaceae umfasst Actinobakterien, die aerob sind, also Sauerstoff benötigen und teilweise hohe Temperaturbereiche tolerieren. So zeigt Thermocrispum agreste noch bei 62,5 °C Wachstum. Bei einigen Gattungen, z. B. der Gattung Amycolatopsis sind auch anaerob wachsende, Bakterienarten vertreten. Die Art Amycolatopsis methanolica kann außerdem methylotroph wachsen. Früher wurden die Arten von Amycolatopsis den Gattungen Nocardia und Streptomyces zugeordnet wurde. Die Art A. methanolica assimiliert Formaldehyd über den Ribulose-Monophosphat-Weg. Dies macht ihn zu einem Kandidaten für die industrielle fermentative Produktion aromatischer Aminosäuren.Geok Yuan Annie Tan, Michael Goodfellow: Amycolatopsis In:
Es sind auch autotrophe Arten vorhanden, so einige Arten von Pseudonocardia, wie P. autotrophica, P. petroleophila und P. saturnea, sind fakultativ autotroph und wachsen in Gegenwart von CO2, H2 und O2. Die Zellen nutzen hierbei die durch die Oxidation von Wasserstoff erzeugte Energie um ATP und NADH zu bilden und aus anorganischen Kohlendioxid (CO2) organische Biomasse zu bilden. Dies geschieht über den Calvin-Zyklus.
Ökologie Wie die meisten Actinobakterien sind auch Mitglieder dieser Familie überwiegend bodenbewohnende Bakterien. Es wurde jedoch über eine gewisse metabolische Diversität berichtet, die Wachstum auf Kohlendioxid, Kohlenwasserstoffen und schwer abbaubaren Verbindungen zeigt. Einige sind halophil („salzliebend“), aber nur sehr wenige wurden aus marinen Bereichen isoliert. Es wurden auch Arten als Endophyten identifiziert, was darauf hindeutet, dass sich Mitglieder bestimmter Gattungen an das Leben in Pflanzenwirten angepasst haben. Hierzu zählt z. B. die Art Pseudonocardia antimicrobica. Sie ist mit der Pflanzenart Einjährige Beifuß (Artemisia annua) assoziiert. Andere Stämme von Pseudonocardia bilden Symbiosen mit bestimmten Ameisenarten.
Arten der Gattung Saccharothrix wurden vor allem aus Böden isoliert. Auch mehrere Vertreter der Gattung Allokutzneria wurden aus verschiedenen Bodenproben isoliert. Ein bisher unbeschriebener Stamm von Allokutzneria, der Stamm NRRL B-24872, wurde aus der Plazenta von Pferden isoliert. Auch Vertreter der Gattung Crossiella kommen innerhalb der Plazenta von Hauspferden vor und kann hier auch krankheitserregend wirken. Kulturunabhängige molekulare Methoden zeigten, dass Allokutzneria mit der Pilzart Sommer-Trüffel (Tuber aestivum) verbunden ist. Allokutzneria macht anscheinend einen bedeutenden Anteil an der mit Ektomykorrhizen assoziierten mikrobiellen Biomasse aus. Arten von Saccharomonospora kommen in verschiedenen Lebensräumen vor, darunter Boden, Kompost, Pflanzenmaterial und Meeresablagerungen. Stämme von Saccharomonospora wurden auch assoziiert mit Meeresschwämmen gefunden. Die Arten zeigen Wachstum bei Temperaturen zwischen 24 und 60 °C, sind also „wärmeliebend“ (thermophil) und Kompost ist eindeutig ein bevorzugter Lebensraum für thermophile Saccharomonospora. Haloechinothrix ist mäßig halophil („salzliebend“), Stämme wachsen in Gegenwart von 5–15 % (w/v) NaCl. Stämme der Gattung wurden aus Bodenproben hypersaliner Standorte in der chinesischen Provinz Xinjiang isoliert.
Pathogenität Es gibt einige Berichte über Stämme, die aus humanen klinischen Proben isoliert wurden, was darauf hindeutet, dass sie opportunistische Krankheitserreger sind. Einige Arten von Crossiella werden mit einer Infektion der Plazenta von Hauspferden in Verbindung gebracht. Auch ein Stamm von Allokutzneria wurde aus Plazenta von Pferden isoliert. Saccharomonospora viridis gilt als einer der Hauptverursacher der hypersensitiven Pneumonitis beim Menschen.
Bildung von Antibiotika Eine Reihe von Gattungen, darunter auch solche mit großer Artenzahl, sind dafür bekannt, Antibiotika und andere bioaktive Sekundärstoffwechselprodukte zu produzieren, von denen einige klinisch eingesetzt werden. Hierzu zählt z. B. die Gattung Pseudonocardia mit den Antibiotika Vancomycin, Erythromycin und Rifamycin. Erythromycin wird auch von der Art Saccharopolyspora erythraea gebildet. Hier wurde auch das Antibiotikum Erythreapeptin (Ery) entdeckt. Dieses Antibiotikum zählt zu den Lantibiotika, Stoffe die aus Peptiden bestehen und antibakteriell wirken. Es wird den Typ III Lantibiotika zugerechnet. Es enthält die Aminosäuren Lanthionin und Labionin, was bei der Bildung auf eine duale Cyclase-Aktivität der Lyase-Kinase-Cyclase-Enzyme hinweist.
Die Art Streptoalloteichus hindustanus produziert die Wirkstoffe Tallysomycin A, B und C, die gegen Tumore eingesetzt werden können, sowie das antivirale Mittel BMY-28190.Seung Bum Kim, Tomohiko Tamura: Streptoalloteichus In: Arten der Gattung Amycolatopsis produzieren mehrere interessante Antibiotika und Sekundärmetaboliten. Zu den medizinisch wichtigen Antibiotika gehören Balhimycin, Dethymicin, Rifamycin und Vancomycin. Balhimycin und Vancomycin zeigen antibiotische Wirksamkeit gegen Methicillin-resistente Staphylococcus aureus-Stämme. Dethymicin weist einen Wirkungsmechanismus auf, der es von anderen Immunsuppressiva wie Cyclosporin, FK506 und Rapamycin unterscheidet. Rifamycin wird zur Behandlung von Lepra und Tuberkulose sowie zur Bekämpfung von Infektionen bei Organtransplantationen und bei AIDS-Patienten eingesetzt.
Systematik mini|220x220px|Phosphatidylethanolamine mini|220x220px|Phosphatidylcholin Die Familie Pseudonocardiaceae ist die einzige Familie innerhalb der Ordnung Pseudonocardiales, da sie nun alle Gattungen der ehemaligen Familie Actinosynemmataceae umfasst. Sie schließt auch die Unterordnung Pseudonocardineae ein, die bei einer phylogenetischen Analyse des 16S-rRNA-Gens einen eigenständigen Cluster zwischen den Frankineae und Streptomycineae bildet. Es gibt keine gemeinsamen chemotaxonomischen Merkmale, obwohl die meisten Arten Galactose in ihren Zellwänden sowie Phosphatidylethanolamin und das Menachinon MK9 (H4) enthalten, wobei letzteres in der Typusart der Familie fehlt. Außerdem enthalten die Arten für gewöhnlich Meso-Diaminopimelinsäure als Diaminosäure in ihrer Mureinschicht. Des Weiteren sind typische 16S-rRNA-Signaturen aus Nukleotiden bekannt. Sehr viele Arten sind in den Gattungen Amycolatopsis, Pseudonocardia und Saccharopolyspora enthalten. Das Phospholipidprofil umfasst im Allgemeinen Phosphatidylethanolamin, das manchmal hydroxylierte Fettsäuren enthält, als Hauptbestandteil, obwohl Vertreter einer oder mehrerer Gattungen auch Phosphatidylcholin enthalten können.
Es folgt eine Liste einiger Gattungen: Actinoalloteichus Actinocrispum Actinokineospora Actinomycetospora Actinophytocola Actinopolyspora Actinosynnema Allokutzneria Amycolata Amycolatopsis Bounagaea Crossiella Faenia Haloactinomyces Haloechinothrix Halopolyspora Herbihabitans Kibdelosporangium Kutzneria Lentzea Prauserella Pseudonocardia Qaidamihabitans Saccharomonospora Saccharopolyspora Saccharothrix Salinifilum Solihabitans Thermocrispum Umezawaea Yuhushiella
Einzelnachweise David P. Labeda, Michael Goodfellow: Pseudonocardiaceae In:
Seung Bum Kim: Saccharomonospora In:
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