Desulfonatronobacter ist eine Gattung von Bakterien. Arten von Desulfonatronobacter kommen in Sodaseen mit hohen Salzgehalten (hypersalin) und hohen pH-Werten vor. Zur Energiegewinnung und als Kohlenstoffquelle nutzen sie beispielsweise bestimmte Fettsäuren. Sie führen die Desulfurikation durch: Elektronen, die von den Fettsäuren stammen, werden auf bestimmte Schwefelverbindungen, wie beispielsweise Sulfat (Anion der Schwefelsäure), übertragen und hierdurch wird letztendlich ATP gewonnen.
Merkmale Die Zellen der Arten von Desulfonatronobacter sind stäbchenförmig, mit einer Dicke von 0,5–1,0 µm und einer Länge von 0,8–5,0 µm. Sie treten einzeln oder paarweise auf. Sporenbildung wird nicht beobachtet. Die Art Desulfonatronobacter acidivorans kann sich durch ein einzelnes, subpolar-gelegenes Flagellum bewegen.
Stoffwechsel und Wachstum mini|Sulfation mini|Thiosulfat mini|2-Propanol mini|2-Butanol Arten von Desulfonatronobacter nutzen geradkettige C3-C8-Fettsäuren als Kohlenstoffquellen und Elektronendonatoren („Elektronenspender“). Die Elektronen werden auf bestimmte Schwefelverbindungen, wie Sulfat, übertragen. Die Schwefelverbindungen fungieren also als Elektronenakzeptoren, es handelt sich um die Desulfurikation (auch als Sulfatatmung bezeichnet). Die Art D. acetoxydans kann außerdem Alkohole wie beispielsweise Ethanol und 2-Propanol nutzen (s.h. unten die Tabelle).
Es werden die Schwefelverbindungen Sulfat und Thiosulfat als Elektronenakzeptoren genutzt. Die Art Desulfonatronobacter acetoxydans kann hierzu zusätzlich Sulfit nutzen. Alle Stämme sind mesophil: Die maximale Wachstumstemperatur für Desulfonatronobacter acidivorans liegt bei 38 °C, das Optimum bei 35 °C und für Desulfonatronobacter acetoxydans beträgt die maximale Wachstumstemperatur 43 °C, das Optimum liegt zwischen 37 und 40 °C. Die Art D. acidivorans kann in einem NaCl-Konzentrationsbereich von 11,7 bis 87,7 g/l wachsen, mit einem Optimum bei 35 g/l. Die Art D. acetoxydans wächst in einem NaCl-Konzentrationsbereich von 17,5 bis 234 g/l, mit einem Optimum bei 35 g/l. Der optimale pH-Wert für das Wachstum liegt zwischen 8,0 und 10,1, mit einem Optimum bei 9,0–9,5. Für D. acidivorans liegt der optimale pH-Wert zwischen 8,5 und 10,6, mit einem Optimum bei 10,0. Diese Art benötigt Vitamine als Wachstumsfaktoren.
Es folgt eine Tabelle mit einigen Merkmalen: MerkmalDesulfonatronobacter acetoxydansDesulfonatronobacter acidivoransMorphologiestäbchenförmigstäbchenförmigZellgröße (µm)0,5–1,0 × 1,0–5,00,5–0,6 × 0,8–1,5Motilität− +DNA-G+C-Gehalt (mol%)53,5 (Tm)54,4 (Tm)HauptmenachinonMK-9MK-8Optimaler pH-Wert9,0–9,510.0Optimale Temperatur (°C)37–4035Optimale NaCl-Konzentration (g/l)3535WachstumsfaktorbedarfNrVitamineOxidation des SubstratsVollständigVollständigaVerbindungen, die als Elektronendonatoren und Kohlenstoffquellen verwendet werdenH₂ / CO₂NrNrFormateNrNrAcetat +b−FettsäurenC3 bis C9C3 bis C8Ethanol +−Andere Alkohole2-Propanol, 1-Butanol, 2-Butanol−Laktat +−Pyruvat +−FumaratNr−SuccinatNrNrMalatNr−AndereIsobutyrat−Fermentatives WachstumNr−Disproportionierung reduzierter SchwefelverbindungenNrNrVerwendete ElektronenakzeptorenSulfat + +Sulfit +−Thiosulfat +c +SchwefelNr−AndereNr−
Symbole: +, positiv; −, negativ; Nr, nicht angegeben; Tm, „melting temperature“ von DNA, Temperatur, bei der sich die beiden DNA-Stränge trennen (Denaturierung) a Während des Wachstums auf C7- und C8-Fettsäuren ist die Substratoxidation zu Acetat unvollständig. b Nur mit Sulfit und Thiosulfat. c Das Wachstum mit Thiosulfat als Elektronenakzeptor ist viel besser als mit Sulfat.
Ökologie Die Arten von Desulfonatronobacter kommen in Sodaseen vor. Sie sind haloalkaliphil, sind also auf Lebensräume mit hohen Salz- und pH-Werten angewiesen.
Die zwei Arten D. acidivorans und D. acetoxydans wurden aus einer syntrophen, Acetat oxidierenden Kultur isoliert, die aus anoxischem Sediment des Bitter-1-Sees, einem Sodasee im Südwesten Sibiriens (Region Altai, Russland), gewonnen wurde.
Sodaseen sind Ökosysteme mit hohen pH-Werten und hohen Salzkonzentrationen, die Sättigungswerte erreichen können. Trotz dieser extremen Bedingungen beherbergen Sodaseen vielfältige mikrobielle Gemeinschaften, die an verschiedenen biogeochemischen Kreisläufen, wie den Schwefelkreislauf, beteiligt sind. Es sind hier schwefelreduzierende Bakterien (SRB) und schwefeloxidierende Bakterien vorhanden. Der reduzierende Teil wird von vielen verschiedenen, phylogenetischen unterschiedlichen Gruppen gebildet. Hierzu zählen u. a. Vertreter der Ordnung Desulfovibrionales und Vertreter der Ordnung Desulfobacterales, zu der auch Desulfonatronobacter zählt. Zu schwefelatmenden, lithoautotrophen Bakterien, die in Sodaseen vorkommen, zählen z. B. Natroniella sulfidigena, Dethiobacter alkaliphilus und Desulfurivibrio alkaliphilus.
Chemotaxonomie Die wichtigsten Menachinonen sind MK-8 für D. acidivorans und MK-9 für D. acetoxydans. Die Membranpolarlipide beider Arten sind Phosphatidylglycerin, Diphosphatidylglycerin, Phosphatidylethanolamin und Phosphatidylcholin. Die Hauptfettsäuren des Typstamms von D. acidivorans sind C18:1ω7, C16:0 (Palmitinsäure) und C16:1ω7. Die Art D. acetoxydans hingegen enthält C18:1ω7, C16:0 und iso-C14:0.
Systematik Die Typusart der Gattung, Desulfonatronobacter acidivorans, wurde im Jahr 2012 erstbeschrieben. Es sind zwei Arten bekannt (Juni 2026), neben Desulfonatronobacter acidivorans wurde im Jahr 2016 noch die Art Desulfonatronobacter acetoxydans beschrieben. Die Gattung Desulfonatronobacter bildet einen Cluster mit der Gattung Desulfosalsimonas und ist nur entfernt mit anderen Familien innerhalb der Desulfobacterales verwandt (wie die 16S-rRNA-Phylogenie zeigt). Zusammen mit Desulfosalsimonas wird Desulfonatronobacter zu der Familie Desulfosalsimonadaceae innerhalb der Ordnung Desulfobacterales gestellt. Ursprünglich wurde Desulfonatronobacter in die Familie Desulfobacteraceae eingeordnet.
Einzelnachweise Alexander Galushko, Jan Kuever: Desulfonatronobacter (15. Oktober 2019) In:
Genutzte Literatur Alexander Galushko, Jan Kuever: Desulfonatronobacter (15. Oktober 2019) In:
Weblinks LPSN NCBI
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