Methylococcaceae
Familie der Ordnung Methylococcales Aus Wikipedia, der freien Enzyklopädie
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Methylococcaceae bilden eine Familie der Gammaproteobacteria und sind neben den Crenotrichaceae das einzige Mitglied der Ordnung Methylococcales. Sie zählen zu den methanotrophen Bakterien, sie sind in der Lage mit Methan als einzige Kohlenstoffquelle für den Aufbau der Zellsubstanz (Assimilation) und zum Energiegewinn zu wachsen. Durch die Verwertung des Treibhausgases Methan sind sie ökologisch sehr wichtig. Der Entzug von Methan aus der Atmosphäre durch den Stoffwechsel dieser Bakterien hat einen mildernden Effekt auf die Klimaerwärmung.[1]
Methylococcaceae | ||||||||||
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![]() Mikroskopische Aufnahme von Methylococcus capsulatus | ||||||||||
Systematik | ||||||||||
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Wissenschaftlicher Name | ||||||||||
Methylococcaceae | ||||||||||
Whittenbury & Krieg 1984 |
Die Zellen der Arten der Methylococcaceae sind stäbchen- oder kokkenförmig. Teilweise treten Zellketten auf. Einige Arten bilden cystenförmige Körperchen als Ruhestadien.
Die Methylococcaceae zählen zu den methanotrophen Bakterien, eine Untergruppe der methylotrophen Bakterien. Methylotrophe sind in der Lage, Verbindungen, die keine C–C-Bindungen aufweisen, zu verwerten. In diesen Molekülen ist entweder nur ein Kohlenstoffatom (wie z. B. Methanol, und Formiat) enthalten oder kein Kohlenstoffatom direkt mit einem anderen verbunden. Zu diesen Verbindungen zählen z. B. Trimethylamin, Methylamin und Dimethylamin.[2][3] Die methanotrophen Bakterien können außerdem noch Methan nutzen. Hierzu dient das Enzym Methan-Monooxygenase (MMO), welches bei den Methylotrophen nicht vorhanden ist. Mit Hilfe des Enzyms MMO wird Methan zu Methanol oxidiert. Methanol wird dann weiter genutzt und die dabei gewonnene Energie auf die Atmungskette übertragen und ATP erzeugt. Einige Bakterienarten, wie z. B. Arten der Gattungen Methylobacter, Methylococcus und Methylosphaera sind zusätzlich in der Lage Stickstoff zu fixieren.
Die methanotrophen Bakterien werden aufgrund von verschiedenen Merkmalen, wie Zellaufbau und Stoffwechsel in drei Gruppen, Gruppe I, II und X unterteilt. Die Methylococcaceae zählen zu der Gruppe I. Sie nutzen Einkohlenstoffverbindungen im Stoffwechsel mit Hilfe des Ribulosemonophosphatweg. Im Stoffwechsel der Gruppe II wird Kohlenstoff über den Serinweg fixiert. Arten der Familie Methylocystaceae zählen z. B. zu dieser Gruppe. Weiteres Unterscheidungsmerkmal ist die Form der inneren Membranen. In der Gruppe I sind sie in Stapeln angeordnet, in Typ II verlaufen sie hingegen parallel zur äußeren Zellmembran. Die Gruppe X ist wiederum eine Untergruppe der Gruppe I. Die Besonderheit bei diesen Bakterien ist die Fähigkeit neben Methan auch CO2 zu fixieren. Hierzu zählen die Gattungen Methylococcus und Methylocaldum.
Methylococcus capsulatus ist ein ungewöhnlicher Methanotropher vom Typ I, da es Formaldehyd über den Ribulosemonophosphatweg bildet, aber auch einige Enzyme des Serinweg besitzt, welcher typisch für Arten der Familie Methylocystaceae ist. Die DNA dieser Art hat einen relativ hohen GC-Gehalt, der eher für Methanotrophe vom Typ II charakteristisch ist.[4] Fakultativ methylotrophe Bakterien sind nicht auf Einkohlenstoffverbindungen angewiesen, können sie aber zusätzlich nutzen, wie z. B. verschiedene Arten von Arthrobacter, Pseudomonas, Micrococcus und Bacillus.
Die Familie Methylococcaceae zählt zu der Ordnung Methylococcales der Gammaproteobacteria. Das Bakterium Crenothrix polyspora (auch unter dem Namen Brunnenfaden bekannt) ist ebenfalls in der Lage Methan zu oxidieren. Analysen seiner 16S rRNA-Sequenz zeigen die hohe Verwandtschaft mit der Art Methylobacter psychrophilus.[5] Die Gattung Crenothrix wird daher in der ebenfalls zu der Ordnung Methylococcales zählenden Familie Crenotrichaceae geführt.[6]
Es folgt eine Liste von Gattungen der Methylococcaceae nach der List of Prokaryotic names with Standing in Nomenclature (LPSN) (Stand 28. August 2024):[7]
Familie Methylococcaceae Whittenbury & Krieg 1984
Systematik der Ordnung Methylococcales nach der List of Prokaryotic names with Standing in Nomenclature (LPSN) (Stand 28. August 2024):[9]
Ordnung Methylococcales Bowman 2005
Abweichende Taxonomien:
Auch mit Stand 28. August 2024 ist die Taxonomie der Ordnung noch in Diskussion. Die Systematik der Genome Taxonomy Database (GTDB) weicht von der obigen in folgenden Punkten ab:[10]
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