Nesterenkonia ist innerhalb der Taxonomie eine Gattung von Bakterien. Sie zählt zu der Familie der Micrococcaceae.Erko Stackebrandt: Nesterenkonia In: Im Jahr 2026 waren ungefähr 30 Arten bekannt. Viele Arten tolerieren hohe Salzwerte und zeigen Wachstum in Umgebungen mit hohen pH-Werten. Sie kommen beispielsweise in hypersalinen Quellen vor.
Merkmale Die Zellen können aus kurzen, teils verzweigten Stäbchen oder Kokken bestehen. Einige Arten sind durch Flagellen beweglich. Der Gram-Test verläuft positiv. Es werden keine Endosporen gebildet. Der Peptidoglykan-Typ ist A4α (l-Lys–Gly–l-Glu, l-Lys–l-Glu oder l-Lys–Gly–d-Asp). Sie sind Katalase-positiv und Mykolsäuren, die sonst häufig in Zellwänden von Arten der Actinomycetes enthalten sind, fehlen. Menachinone mit sieben, acht und neun vollständig ungesättigten Isopreneinheiten (MK-7, MK-8 und MK-9) überwiegen.
Stoffwechsel und Wachstum Die Arten sind strikt aerob, der Stoffwechsel ist die Atmung. Der Katalase-Test verläuft positiv. Viele Arten tolerieren hohe pH-Werte (diese Arten zählen zu den alkaliphilen Mikroorganismen): N. xinjiangensis, N. natronophila und N. sandarakina zeigen noch Wachstum bei einem pH-Wert von 12. Einige Arten tolerieren auch hohe Salzwerte (halophil), so zeigt N . xinjiangensis noch Wachstum bei 25 % NaCl. Die Art Nesterenkonia haasae zeigt bei bis zu 25 % NaCl, 15 % Kaliumchlorid (KCl) oder 10 % Magnesiumchlorid (MgCl₂). mini|Menachinone Die Atmungschinone von Nesterenkonia-Arten bestehen überwiegend aus Menachinonen mit sieben, acht und neun vollständig ungesättigten Isopreneinheiten. Weitere chemotaxonomische Merkmale dieser Gattung sind polare Lipide, bestehend aus Diphosphosphatidylglycerin, Phosphatidylglycerin und Phosphatidylinositol, sowie zelluläre Fettsäuren, die überwiegend aus iso- und anteiso-verzweigten Fettsäuren mit 15–17 Kohlenstoffatomen bestehen.
Es folgt eine Tabelle mit Merkmalen einiger Arten: MerkmalN. halobia ATCC 21727 T bN. lakusekhoensis DSM 12544 T cN . halotolerans YIM 70084 T dN . xinjiangensis YIM 70097 T eN. sandarakina YIM 70009 T eN. lutea YIM 70081 T eN. aethiopica DSM 17733 T fN . jeotgali JG-241 TgMorphologieKokken in Paaren oder TetradenKurze Stäbchen, gelegentlich verzweigt, und KokkenKokkenKurze StäbchenKokkenKokkenKurze StäbchenKokkenMotilität−− +−− +−−KoloniepigmentierungGelb oder farblosLeuchtend gelbTiefes Orange-GelbHellgelbOrange-gelbHellgelb bis primelgelbGelbHellgelbOptimaler Temperaturbereich für das Wachstum (°C)20–40 (30)8,5 bis >42 (27–33)4–40 (28)20–40 (28)(28)(28)25–40 (30–37)4–36 (25–30)NaCl-Toleranz für das Wachstum (%)5,0 bis >230 bis >150–250–251–150–203–120–16pH-Toleranz<6,0–10,07,5–9,57,0–9,07,0–12,05,0–12,06,5–10,07–116–9,0Oxidaseaktivität +−−−−− +−Hydrolyse von Stärke +−−−−− +−H2S-Produktion−w−−−−−−Gelatineverflüssigung−h− + + +− +−Kohlenstoffnutzung:D -FructoseND + + + + +ND +D -Mannose− + + + + +NDwD -Trehalose− +−− +−ND +D -Xylose +ND− + + +− +Säurebildung aus:D -Galaktose +i−−− +g +g− +D -Laktose +i−−−−g +g−−D -Mannitol +i−−− +g +g− +D -Xylose +−−− +g +g− +Trehalose− +−−−g +g−wHauptmenachinoneMK-7, MK-8, MK-9MK-7, MK-8MK-7, MK-8MK-7, MK-8, MK-9MK-7, MK-8MK-7, MK-8NDMK-7, MK-8, MK-9GC-Gehalt (mol%)72j66646764656968
a Symbole und Abkürzungen: +, Positiv; −, Negativ; w, schwache Reaktion; ND, keine Angabe, Ala, Alanin; Asp, Asparaginsäure; Gly, Glycin; Glu, Glutaminsäure; Lys, Lysin; Ser, Serin; MCAvar, Monocarbonsäure-Aminosäuren mit variabler Zusammensetzung in der Interpeptidbrücke; Abkürzungen von Menachinonen, z. B. MK-8(H2), partiell gesättigtes Menachinon mit einer hydrierten Isopreneinheit von 8, MK-9, ungesättigtes Menachinon mit 9 Isopreneinheiten. b Daten von Onishi und Kamekura, Stackebrandt et al., Mota et al. c Daten aus Collins et al. d Daten aus Li et al. e Daten aus Li et al. f Daten aus Delgado et al. g Daten aus Yoon et al. h Positiv in Mota et al. i Negativ in Mota et al. j Bereich von 70,7–72 Mol-% für die von Mota et al. (1997) untersuchten Isolate.
Ökologie Nesterenkonia spp. wurden aus verschiedenen Quellen isoliert und anhand von 16S-rRNA-Gensequenzen beschriebenen Arten zugeordnet. Stämme der Gattung kommen u. a. in extrem alkalischen, salinen Böden, in hypersalinen Quellbächen der Hocharktis und im Salzsee von Sovata in Rumänien, vor. Hierzu zählen Nesterenkonia xinjiangensis, N. sandarakina, N. lutea, N. halophla und N. aethiopica.
Stämme von Nesterenkonia lacusekhoensis wurden aus Olivenölextraktionsabfällen isoliert und Nesterenkonia halobia aus sich zersetzenden Rhizomen des Schilfrohrs (Phragmites australis). mini|Glycyrrhiza uralensis Die im Jahr 2018 beschriebene Art Nesterenkonia endophytica wurde aus Wurzelzellen von Glycyrrhiza uralensis isoliert. Auch die Art Nesterenkonia populi kommt innerhalb von Pflanzenzellen vor.
Mögliche Nutzung Einige Arten wie Nesterenkonia halobia produzieren nachweislich industriell relevante Enzyme wie Amylasen (Stärke spaltende Enzyme), während andere Arten einzigartige Serinproteasen sezernieren.
Hong und Mitarbeiter beschrieben im Jahr 2010 erstmals die Klonierung und Expression einer Xylanase der Familie 11, Xyn11NX, aus der Gattung Nesterenkonia. Diese Xylanase wies eine hohe Sequenzhomologie zu Xylanasen aus Actinomyceten auf, zeigte jedoch eine deutlich breitere pH-Anpassungsfähigkeit und höhere Thermostabilität. Die gute pH-Anpassungsfähigkeit und Thermostabilität, die Cellulasefreiheit und die weniger komplexen Hydrolyseprodukte machen sie vielversprechend für verschiedene Anwendungen in zahlreichen Industrien, insbesondere in der Zellstoff- und Papierindustrie. Nel und Mitarbeiter berichteten im Jahr 2011 über die Nitrilase-Superfamilie mit Amidaseaktivität, die aus einem neuen psychrophilen (unter kalten Temperaturen wachsender) Stamm der Gattung Nesterenkonia isoliert wurde, der aus Böden der Trockentäler der Antarktis stammt. Kälteaktive Amidasen haben bisher noch keine kommerzielle Anwendung gefunden, doch besteht weiterhin großes Interesse an den Anwendungen kälteaktiver Enzyme. Das Hauptaugenmerk liegt dabei auf Industriesektoren, in denen die Verarbeitung bei niedrigen Temperaturen von Vorteil ist, am häufigsten in der Lebensmittel- und Getränkeindustrie sowie bei einigen chemischen Biotransformationen.
Systematik Nesterenkonia zählt zur Familie Micrococcaceae innerhalb der Klasse Actinomycetes. Der Gattungsname wurde zu Ehren Olga Nesterenko, einer ukrainischen Mikrobiologin, gewählt. Die Gattung wurde im Jahr 1995 von Ernst Stackebrandt und Kollegen neu eingeführt, hier wurde die zuvor als Micrococcus halobius geführt Art in die neu aufgestellte Gattung verschoben. Die phylogenetische Vermischung von Micrococcus- und Arthrobacter-Arten war eines der ersten Ergebnisse der Katalogisierung mittels 16S-rRNA-Oligonukleotiden. Diese Studie bestätigte Untersuchungen zur chemotaxonomischen Heterogenität der Gattung Micrococcus. Als nahezu vollständige 16S-rRNA-Gensequenzen verfügbar wurden, war Micrococcus lylae die einzige Art, die phylogenetisch eng mit der Typusart Micrococcus luteus verwandt war. Das Fehlen einer engen Verwandtschaft mit anderen Micrococcus-Arten könnte die niedrigen DNA-DNA-Hybridisierungswerte erklären, die zwischen den Paaren Micrococcus luteus und Micrococcus varians sowie zwischen Micrococcus luteus und Micrococcus kristinae gefunden wurden. Einige Micrococcus- Arten wurden zuvor oder später als Mitglieder von Deinococcus, Stomatococcus und Arthrobacter neu klassifiziert. Andere Arten von Micrococcus bildeten separate phylogenetische Linien, die auf der Grundlage chemotaxonomischer Eigenschaften den Gattungen Nesterenkonia (für Micrococcus halobius), Kocuria (für Micrococcus varians), Kytococcus (für Micrococcus sedentarius) und Dermacoccus (für Micrococcus nishinomyaensis) zugeordnet wurden.
Nesterenkonia halobia ist die am besten untersuchte Art. Insgesamt wurden 150 taxonomische Eigenschaften von sechs Stämmen untersucht, die aus Teichen einer Saline in Huelva, Spanien, isoliert wurden. DNA-DNA-Ähnlichkeitsstudien zwischen diesen Isolaten und dem Typstamm Nesterenkonia halobia ATCC 21727T ergaben Übereinstimmungen von 72–100 %. Die 16S-rRNA-Gensequenzähnlichkeit zwischen Nesterenkonia halobia ATCC 21727T und einem Vertreter der Isolate betrug 99,1 %. Trotz der hohen genomischen Ähnlichkeiten wurden Unterschiede in physiologischen Tests festgestellt, die auch in der Originalstudie von Onishi und Kamegura im Jahr 1972 am Typstamm durchgeführt wurden. Die Unterschiede zeigten sich u. a. bei der Säurebildung aus einigen Kohlenhydraten sowie beim Voges-Proskauer-Test. mini|Micrococcus luteus Die Sequenzanalyse des 16S-rRNA-Gens der Typstämme deutet auf eine eng verwandten Artengruppe hin: Nesterenkonia sandarakina, N. jeotgali, N. lutea und N. halotolerans mit mehr als 99,2 % Sequenzähnlichkeit. Diese Arten besitzen D-Asparaginsäure als diagnostische Aminosäure in der Interpeptidbrücke des Peptidoglykans (Mureinschicht). Die anderen Arten, die durch D-Glutaminsäure in der Interpeptidbrücke des Peptidoglykans charakterisiert sind, sind weniger eng verwandt (>96,1–<97,1 % Sequenzähnlichkeit). Der auffälligste chemotaxonomische Unterschied zwischen Nesterenkonia lacusekhoensis und den anderen Arten ist das Fehlen der Monocarbonsäure Glycin in der Interpeptidbrücke. DNA-DNA-Hybridisierungswerte liegen für alle Typstämme vor, jedoch nicht zwischen N. aethiopica und N. jeotgali, da diese Arten parallel beschrieben wurden. Nesterenkonia sandarakina Stamm YIM 70009T und N. lutea YIM 70081T wiesen eine Ähnlichkeit von 45,2 % auf, während N. halotolerans YIM 70084T Ähnlichkeiten von 43,3 % bzw. 39,1 % mit diesen Typstämmen zeigte. Mithilfe der Mikrotiterplattenmethode von Ezaki et al. wurde für Nesterenkonia jeotgali JG-241T eine DNA-Verwandtschaft von 11–53 % mit sechs Typstämmen der Gattung ermittelt. Nesterenkonia halotolerans, N. sandarakina und N. lutea wiesen die höchste DNA-Verwandtschaft sowie hohe Ähnlichkeiten im 16S-rRNA-Gen zu N. jeotgali JG-241T. Die spektrophotometrische Hybridisierungsmethode ergab, dass N. aethiopica DSM 17733T die höchsten Reassoziationswerte mit N. lacusekhoensis DSM 12544T (57–64 %), N. halobia DSM 20541T (49 %) und N. xinjiangensis DSM 15475T (29–36 %) aufwies. Diese Werte korrelieren mit den Sequenzähnlichkeiten zwischen den Typstämmen.
Die Gattung ist eng mit Yaniella, die heute zur Familie Yaniellaceae gehört, verwandt.
Es folgt eine Liste mit einigen Arten: Nesterenkonia aerolata Nesterenkonia aethiopica Nesterenkonia alba Nesterenkonia alkaliphila Nesterenkonia aurantiaca Nesterenkonia cremea "Nesterenkonia ebinurensis" Nesterenkonia endophytica Nesterenkonia flava Nesterenkonia haasae Nesterenkonia halobia Nesterenkonia halophila Nesterenkonia halotolerans Nesterenkonia jeotgali Nesterenkonia lacusekhoensis Nesterenkonia lutea Nesterenkonia maliinae Nesterenkonia marinintestina Nesterenkonia massiliensis Nesterenkonia muleiensis Nesterenkonia natronophila Nesterenkonia pannonica Nesterenkonia populi Nesterenkonia rhizosphaerae Nesterenkonia salmonea Nesterenkonia sandarakina Nesterenkonia sedimenti Nesterenkonia sphaerica "Candidatus Nesterenkonia stercoripullorum" Nesterenkonia suensis Nesterenkonia xinjiangensis
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Kategorie:Micrococcales Kategorie:Micrococcales (Ordnung)