Gattung der Familie Archaeoglobaceae Aus Wikipedia, der freien Enzyklopädie
Archaeoglobus ist eine Gattung im Archaeen-PhylumEuryarchaeota.[3] Archaeen dieser Gattung können in Ölfeldern bei hoher Temperatur vorkommen, wo sie zur Säuerung des Ölfeldes beitragen können.
Schnelle Fakten Systematik, Wissenschaftlicher Name ...
Archaeoglobus
REM-Aufnahmen von A. fulgidus Stamm 7324. Balken 1μm (oben) bzw. 0,1μm (unten)[1]
Die Archaeoglobus-Vertreter sind schwefelabbauende anaerobe Organismen, deren Zellen eine unregelmäßige Kügelchen mit einer Glykoproteinhülle und monopolaren (nur an einem Ende befindlichen) Geißeln sind.[4]
Die Archaeen von Archaeoglobus wachsen anaerob bei extrem hohen Temperaturen, nämlich zwischen 60 und 95°C (mit einem Wachstumsoptimum 83°C bei A. fulgidusVC-16).[5]
Sie sind Sulfat-reduzierende Archaeen und können die Reduktion von Sulfat zu Sulfid mit der Oxidation einer ganzen Reihe verschiedener organischer Kohlenstoffquellen, einschließlich komplexer Polymere, verbinden.
Im Schwefeloxid-Reduktionsweg wird zunächst Sulfat zu Adenylylsulfat (Adenosinphosphosulfat) aktiviert und dann zu Sulfit und schließlich zu Sulfid reduziert; das wichtigste Enzym ist dabei die Adenylylsulfat-Reduktase.[4]
Die vollständige Genomsequenz von A. fulgidus zeigte einen nahezu vollständigen Satz von Genen für die Methanogenese. Die tatsächliche Funktion dieser Gene in der Spezies ist noch unbekannt, denn das Fehlen des Enzyms Methyl-CoM-Reduktase lässt es nicht zu, dass die Methanogenese über einen ähnlichen Mechanismus wie bei anderen Methanogenen erfolgt.[4]
Die Archaeoglobus-Mitglieder sind hyperthermophile Organismen, die in hydrothermalen Schloten, Ölvorkommen und heißen Quellen vorkommen. Sie können Biofilme bilden, wenn sie Umweltbelastungen wie extremen pH-Werten oder Temperaturen, hohen Metallkonzentrationen oder Antibiotika, Xenobiotika oder Sauerstoff ausgesetzt sind.
Man weiß von diesen Archaeen auch, dass sie durch die Bildung von Eisensulfiden die Korrosion von Eisen und Stahl in Öl- und Gasverarbeitungssystemen verursachen.[4][7]
Andererseits können ihre Biofilme in der Industrie oder in der Forschung eingesetzt werden, um metallkontaminierte Proben zu entgiften oder umgekehrt Metalle in wirtschaftlich verwertbarer Form anzureichern und zu konzentrieren.[4]
Das Genom von A. fulgidus ist ein ringförmig geschlossenes (zirkuläres) Chromosom (ähnlich einem Bakterienchromosom), das mit 2.178.400 Basenpaaren etwa halb so groß ist wie das Kolibakteriums E. coli.
Ein Viertel des Genoms kodiert für konservierte Proteine, deren Funktionen zwar noch nicht geklärt sind, die aber auch in anderen Archaeen wie Methanococcus jannaschii vorkommen.
Ein weiteres Viertel kodiert für Proteine, die nur in Archaeen vorkommen.[4][10]
A. fulgidus ist der erste schwefelverwertende Organismus, dessen Genomsequenz bestimmt wurde. Der durchschnittliche G+C-Gehalt liegt bei 48,5%. Dabei gibt es zwei Regionen mit hohem G+C-Gehalt (53% und mehr) mit Genen für rRNAs, mehrere Transporter etc.; dazu kommen drei Regionen mit niedrigem G+C-Gehalt (weniger als 39%). Es gibt vorhergesagt insgesamt 2.436 kodierende Sequenzen.[10]
Eine Analyse des Genoms zeigte, dass es viele Genduplikationen gibt und die duplizierten Proteine nicht (mehr völlig) identisch sind. Dies deutet auf eine Differenzierung des Stoffwechsels hin, insbesondere im Hinblick auf den Abbau und das Recycling von Kohlenstoff durch Abspalten von Fettsäuren.[4][10]
Durch die verdoppelten Gene ist das Genom auch größer als das von Methanococcus jannaschii.
Anders als diese Archaeenspezies haben Archaeoglobus-Vertreter keine Inteine in kodierenden Regionen (18 bei M. jannaschii).[4]
Archaeoglobus-Arten nutzen ihre Umwelt, indem sie viele potenziellen Kohlenstoffquellen verwerten und so auch (als „Scavenger“) totes biologisches Material abbauen.
Sie können Kohlenstoff aus Aldehyden, Fettsäuren, Aminosäuren und anderen organischen Säuren, möglicherweise auch aus Kohlenmonoxid (CO) gewinnen.
Höhere Temperaturen (ca. 83°C) sind ideale Wachstumstemperaturen für Archaeoglobus.
Eine Biofilmumgebung bietet darüber noch gewisse Umweltelastizität; der Biofilm besteht aus Polysacchariden, Proteinen und Metallen.[4]
Zellen, die durch einen Biofilm geschützt sind, lassen sich mit herkömmlichen antimikrobiellenTherapien nur schwer zerstören, weshalb ihnen in der Medizin eine besonders große Gefahr ausgehen kann.[4]
Der Gattungsname Archaeoglobus kommt von altgriechischἀρχαῖοςarchaîos, deutsch ‚alt‘, lateinischarchaeos, ‚archaisch‘ und lateinischglobus‚Sphäre‘, ‚Kugel‘. Die Bezeichnung bedeutet daher „alte Sphäre“.[11]
Die unter Einbeziehung von Metagenomik-Daten erstellte GTDB teilt im Vergleich zur herkömmlichen Systematik die Gattung und zum Teil auch ihre Spezies auf.
Referenzstämme sind durch ein hochgestelltes T (englischtype) gekennzeichnet, die Typ-Taxa sind fett wiedergegeben. Stand: Ende August 2024.
Spezies Archaeoglobus_C sp029984855(G) mit Archaeoglobales archaeon isolate INS_M23_B45T(G,N) – Fundort: Atlantik, Hydrothermalschlotfeld nahe der Insel Jan Mayen(N)
Da Archaeoglobus infectus und Archaeoglobus lithotrophicus in der GTDB nicht repräsentiert sind, bleibt die genaue Zuordnung dieser Arten zu einer Gattung nach dem dort vorgenommenen Split unsicher.
Kladogramme
Weitere Informationen 16S rRNA based LTP_06_2022, 53 marker proteins based GTDB 08-RS214 (Mai 2023) ...
Vergleichende Genomstudien an Archaeen-Genomen belegen, dass die Mitglieder der Gattung Archaeoglobus die engsten Verwandten der methanogenen Archaeen (Methanobacteria, ebenfalls Euryarchaeota) sind. Dies wird durch 10 in ihnen vorkommende konservierte Signaturproteine unterstützt, die nur bei allen diesen Methanogenen und Archaeoglobus vorkommen. Darüber hinaus wurden 18 Proteine identifiziert, die nur bei diesen Methanogenen, den Thermococci und Archaeoglobus vorkommen; dies deutet darauf hin, dass diese drei Archaeengruppen einen gemeinsamen Vorfahren haben, der mit anderen Archaeen nur weitläufiger verwandt ist.
Allerdings kann nicht ausgeschlossen werden, dass das Vorhandensein dieser charakteristischen Proteine in diesen Linien auf einen lateralen Gentransfer (LGT) zurückgehen könnte.[36][8]
Archaeoglobus profundus (GTDB: Archaeoglobus_B profundus) ist ein sulfatreduzierendes Archaeon.[38]A. profundus kann in Ölfeldern mit hoher Temperatur gefunden werden, wo es zur Säuerung des Ölfelds beitragen kann. A. profundus wächst lithotroph, und während es Acetat und CO2 für die Biosynthese benötigt, ist es heterotroph.[6]
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