Geobacter sulfurreducens

Geobacter sulfurreducens
Systematik
Abteilung: Proteobacteria Klasse: Deltaprotobacteria Ordnung: Desulfuromonadales Familie: Geobacteraceae Gattung: Geobacter Art: Geobacter sulfurreducens
Wissenschaftlicher Name
Geobacter sulfurreducens
Caccavo et al. 1994[1]

Das Proteobakterium Geobacter sulfurreducens ist eine Geobacter-Spezies, die zur schwefelreduzierenden Gruppe der Ordnung Desulfuromonadales gehört.

Beschreibung

Die Bakterien sind gramnegative unbewegliche Stäbchen, die 2 bis 3 x 0,5µm groß werden. Es werden keine Sporen gebildet. Die Zellen enthalten Cytochrom c und wachsen noch in Medien mit einer Salzkonzentration, dass der Hälfte der von Meerwasser entspricht, also 1,75%. Ihr Wachstumsoptimum liegt zwischen 30 und 35° C.
Sie sind strikt anaerob und chemoorganotroph, dh. sie gewinnen ihre Energie aus organischen Stoffen. Sie oxidieren Acetat mit Eisen(III), Schwefel, Kobalt(III), Fumarat, oder Malat als Elektronenakzeptor. Auch Wasserstoff wird als Elektronendonor zur Eisen(III)reduzierung verwendet. G. sulfurreducens ist das erste isolierte Bakterium, dass die Oxidation von Acetat oder Wasserstoff an die Eisen(III)reduzierung koppelt.

Artabgrenzung

Phylogenetisch ist G. sulfurreducens am nächsten mit Geobacter metallireducens verwandt. Beides sind metalreduzierende Bakterien, aber G. sulfurreducens kann im Vergleich dazu Mangan (IV) nicht reduzieren, kann dafür aber Wasserstoff als Elektronendonor nutzen.G. sulfurreducens kann auch nicht keine Alkohole oder aromatische Verbindungen wie Phenole nicht als Elektronendonoren verwenden.

Habitat

G. sulfurreducens wurde aus Oberflächensedimenten eines Grabens in Norman (Oklahoma) isoliert. Acetat fungierte hierbei als Elektronendonor und Eisen(III) haltiges Diphosphat als Elektronenakzeptor.

Historisches

Die erste Beschreibung einer Geobacter-Spezies erfolgte 1987 durch Derec Lovley aus Sedimenten des Potomac River. ^[2] 1994 beschrieb Caccavo dann Geobacter sulfurreducens.

Anwendungen

Kürzlich hat eine Arbeitsgruppe um den amerikanischen Physiker Mark Tuominen nachgewiesen, dass ein dünner Film aus G. sulfurreducens elektrischen Strom mit einer Leitfähigkeit von ca. 5 Millisiemens pro cm leitet.^[3] Eine ähnliche elektrische Leitfähigkeit zeigen Nanofilamente, die man aus den Bakterien gewinnen kann. Die Leitfähigkeit des Materials bleibt dabei über mehrere Zentimeter erhalten und ähnelt damit den elektrischen Eigenschaften synthetischer metallischer Nanostrukturen. Die Wissenschaftler interpretieren ihre Befunde so, dass G. sulfurreducens Proteine produziert, die elektrischen Strom leiten, was große Bedeutung für den Bau von Elektronikbauteilen im Nanomaßstab haben könnte.

Quellen

• F Caccavo, Jr, D J Lonergan, D R Lovley, M Davis, J F Stolz, and M J McInerney. 1994. Geobacter sulfurreducens sp. nov., a hydrogen- and acetate-oxidizing dissimilatory metal-reducing microorganism. Appl Environ Microbiol. 60: 3752–3759.

Einzelnachweise

1. ↑ F Caccavo, Jr, D J Lonergan, D R Lovley, M Davis, J F Stolz, and M J McInerney. 1994. Geobacter sulfurreducens sp. nov., a hydrogen- and acetate-oxidizing dissimilatory metal-reducing microorganism. Appl Environ Microbiol. 60: 3752–3759.
2. ↑ Lovley DR, Stolz JF, Nord GL, Phillips, EJP: Anaerobic Production of Magnetite by a Dissimilatory Iron-Reducing Microorganism. In: Nature. 350, 1987, S. 252.
3. ↑ Malvankar NS, Vargas M, Nevin KP, Franks AE, Leang C, Kim BC, Inoue K, Mester T, Covalla SF, Johnson JP, Rotello VM, Tuominen MT, Lovley DR. Tunable metallic-like conductivity in microbial nanowire networks. in: Nat Nanotechnol. 2011 Aug 7. doi: 10.1038/nnano.2011.119. [Epub ahead of print] PMID 21822253

Weblinks

• Mark Tuominen
• Derec Lovley