Clostridium aceticum
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| Wissenschaftlicher Name | ||||||||||||
| Clostridium aceticum | ||||||||||||
| (ex Wieringa 1940) Gottschalk and Braun 1981 |
Clostridium aceticum ist eine Bakterienart. Das Bakterium kann Kohlendioxid (CO2) zur Energiegewinnung nutzen. Dabei wird Essigsäure (Acetat) gebildet, man spricht von der Acetogenese, darauf bezieht sich auch der Artname. Der Stoffwechsel ist hierbei chemolithoautotroph, es werden keine organischen Stoffe zur Energie- und Zellbildung benötigt. Es kann auch mit Nutzung von Kohlenhydraten chemoorganotroph wachsen.
Merkmale
Clostridium aceticum ist stäbchenförmig und beweglich durch eine peritriche Begeißelung. Die Zellgröße liegt bei 0,3-1,0 μm × 4,0- 8,0 μm. Es toleriert keinen Sauerstoff, es ist anaerob. Mit Fructose als Substrat können die Zellen bis zu 40 μm lang werden. Die Sporen sind rund und liegen endständig. Die Sporenbildung lässt sich am besten bei einer Kultur auf Fructose-Agar-Medium nach 2 Tagen Inkubation beobachten. Das Wachstum erfolgt im Temperaturbereich von 25-37 °C mit einer optimalen Wachstumstemperatur von 30 °C. Bei 45 °C findet nur noch geringes Wachstum statt. Das Wachstum erfolgt im pH-Bereich von 7,5-9,5 mit einem Optimum für autotrophes Wachstum bei 8,3.[1]
Der Gram-Test verläuft positiv, Clostridium aceticum zählt zu den grampositiven Bakterien.
Stoffwechsel
Clostridium aceticum kann unter Sauerstoffausschluss (anaerob) mit CO2 und H2 chemolithoautotroph wachsen und bildet aus diesen Substraten Acetat (Acetogenese). Kohlenstoffdioxid (CO2) wird hierbei zu Acetat reduziert, H2 dient als Elektronenspender. Zur Acetogenese fähigen Bakterien zählen zum größten Teil grampositive Bakterien, wie neben Clostridium aceticum z. B. noch Moorella thermoacetica und Acetobacterium woodii. Als Kohlenstoffquelle für den Aufbau von eigener Zellsubstanz dient bei Clostridium aceticum ebenfalls CO2. Über den reduktiven Acetyl-CoA-Weg wird hieraus organische Substanz gebildet.[2]
C. aceticum ist auch in der Lage Kohlenstoffmonoxid (CO) zu nutzen. Kohlenstoffmonoxid dient hierbei, wie auch CO2, als einzige Kohlenstoff- und Energiequelle für die chemolithoautotrophe Kohlenstofffixierung. Allerdings zeigt es wenig Toleranz gegenüber hohen CO-Konzentrationen.[3]
Die Art kann auch chemoorganotroph wachsen, hierbei werden verschiedene Zucker fermentiert. Es können verschiedene organischen Substanzen genutzt werden, wie z. B. Fruktose, Ribose, Glutamat, Fumarat, Malat und Ethanol. CO2 wird in der Gegenwart von organischen Stoffen nicht genutzt. Gluconsäure wird zu Pyruvat fermentiert. Glycerinaldehyd-3-phosphat (G3P) kann durch einen modifizierten Entner-Doudoroff-Weg genutzt werden. Atmosphärischer Stickstoff wird fixiert (Stickstofffixierung).
Systematik
Clostridium aceticum zählt zu den Firmicutes und hier zu der Familie Clostridiaceae.[4] Die Art wurde zuerst 1940 von Wieringa erstbeschrieben.[5] C. aceticum war die erste entdeckte Art, die unter Sauerstoffausschluss, also unter anaeroben Bedingungen mit Nutzung von CO2 und H2 autotroph wachsen kann.[6]
Ökologie
Clostridium aceticum ist anaerob und kommt in Klärschlamm und Boden vor.
Einzelnachweise
- ↑ Paul Vos, George Garrity, Dorothy Jones, Noel R. Krieg, Wolfgang Ludwig, Fred A. Rainey, Karl-Heinz Schleifer, William B. Whitman: Bergey's Manual of Systematic Bacteriology Volume 3: The Firmicutes. ISBN 978-0-387-95041-9
- ↑ Gerhard Fuchs: Allgemeine Mikrobiologie, 8. Auflage, Thieme Verlag ISBN 9783134446081
- ↑ Alexander Mayer, Torben Schädler, Sascha Trunz, Thomas Stelzer und Dirk Weuster‐Botz: Carbon monoxide conversion with Clostridium aceticum In: doi:10.1002/bit.26808
- ↑ J. P. Euzéby, Aidan C. Parte et al.: – Clostridium aceticum Garrity et al. 2006 (Stand 24. September 2022)
- ↑ Jean Euzéby, Aidan C. Parte: Genus Brevibacterium. In: List of Prokaryotic names with Standing in Nomenclature (LPSN). Abgerufen am 25. September 2022.
- ↑ Frank R. Bengelsdorf und Peter Dürre: Biokatalytische Konversion, S. 102. In: Manfred Kircher, Thomas Schwarz: CO2 und CO – Nachhaltige Kohlenstoffquellen für die Kreislaufwirtschaft, Springer Spektrum Berlin, Heidelberg, 2020 ISBN 978-3-662-60648-3
Literatur
- Paul Vos, George Garrity, Dorothy Jones, Noel R. Krieg, Wolfgang Ludwig, Fred A. Rainey, Karl-Heinz Schleifer und William B. Whitman: Bergey's Manual of Systematic Bacteriology: Volume 3: The Firmicutes Springer, 2009
- Gerhard Fuchs: Allgemeine Mikrobiologie, 8. Auflage, Thieme Verlag ISBN 978-3-13-444608-1
