Shewanella – Wikipedia

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Shewanella ist die einzige Gattung in der Familie der Meeresbakterien Shewanellaceae. Einige Arten darin wurden früher als klassifiziert Alteromonas. Shewanella besteht aus fakultativ anaeroben gramnegativen Stäbchen, von denen die meisten in extremen aquatischen Lebensräumen vorkommen, in denen die Temperatur sehr niedrig und der Druck sehr hoch ist.[2]Shewanella Bakterien sind ein normaler Bestandteil der Oberflächenflora von Fischen und sind am Verderb von Fischen beteiligt.[3]

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Shewanella oneidensis MR-1 ist ein weit verbreitetes Labormodell zur Untersuchung der anaeroben Atmung von Metallen und anderen anaeroben extrazellulären Elektronenakzeptoren sowie zur Vermittlung von Informationen über mikrobielle Elektrogenese und mikrobielle Brennstoffzellen.[4]

Stoffwechsel[edit]

Derzeit bekannt Shewanella Arten sind heterotrophe fakultative Anaerobier.[5] In Abwesenheit von Sauerstoff besitzen Mitglieder dieser Gattung Fähigkeiten, die die Verwendung einer Vielzahl anderer Elektronenakzeptoren zur Atmung ermöglichen. Dazu gehören Thiosulfat, Sulfit oder elementarer Schwefel.[6] sowie Fumarat.[7] Meeresspezies haben gezeigt, dass sie Arsen auch als Elektronenakzeptor verwenden können.[8] Vor allem einige Mitglieder dieser Art Shewanella oneidensishaben die Fähigkeit, durch eine breite Palette von Metallspezies zu atmen, einschließlich Mangan, Chrom, Uran und Eisen.[9]

Reduktion von Eisen und Mangan durch Shewanella Es wurde gezeigt, dass die Atmung einen extrazellulären Elektronentransfer durch den Einsatz von bakteriellen Nanodrähten, Verlängerungen der äußeren Membran, beinhaltet.[10]

Anwendungen[edit]

Die Entdeckung einiger Atmungsfähigkeiten von Mitgliedern dieser Gattung hat die Tür für mögliche Anwendungen dieser Bakterien geöffnet. Die metallreduzierenden Fähigkeiten können möglicherweise auf die biologische Sanierung von uranverseuchtem Grundwasser angewendet werden.[11]

wobei die reduzierte Form des erzeugten Urans leichter aus Wasser zu entfernen ist als das löslichere Uranoxid. Wissenschaftler, die die Entstehung mikrobieller Brennstoffzellen erforschen, die Bakterien verwenden, um einen Strom zu induzieren, haben auch die Metallreduktionsfähigkeiten einiger Arten genutzt Shewanella als Teil ihres Stoffwechselrepertoires besitzen.[12]

Bedeutung[edit]

Eine der Rollen, die die Gattung spielt Shewanella hat in der Umwelt Bioremediation.[13]Shewanella Arten haben eine große metabolische Vielseitigkeit; Sie können verschiedene Elektronenakzeptoren reduzieren.[2] Einige der von ihnen verwendeten Elektronenakzeptoren sind toxische Substanzen und Schwermetalle, die nach ihrer Reduktion häufig weniger toxisch werden.[13] Beispiele für Metalle, die Shewanella sind in der Lage, Uran, Chrom und Eisen zu reduzieren und abzubauen.[14] Seine Fähigkeit, die Toxizität verschiedener Substanzen zu verringern, macht Shewanella ein nützliches Werkzeug für die Bioremediation. Speziell, Shewanella oneidensis Der Stamm MR-1 wird häufig zur Reinigung kontaminierter Produktionsstätten für Kernwaffen verwendet.[14]

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Shewanella trägt auch zur biogeochemischen Zirkulation von Mineralien bei.[2] Mitglieder dieser Gattung sind in aquatischen Lebensräumen weit verbreitet, von der Tiefsee bis zum flachen Antarktischen Ozean.[13] Aufgrund seiner vielfältigen Lebensräume und seiner Fähigkeit, eine Vielzahl von Metallen zu reduzieren, ist die Gattung für den Kreislauf von Mineralien von entscheidender Bedeutung.[2] Beispielsweise können unter aeroben Bedingungen verschiedene Arten von Shewanellasind in der Lage, Mangan zu oxidieren.[15] Wenn sich die Bedingungen ändern, kann dieselbe Spezies die Manganoxidprodukte reduzieren.[15] Daher seit Shewanella kann Mangan sowohl oxidieren als auch reduzieren, es ist entscheidend für den Kreislauf von Mangan.[15]

Siehe auch[edit]

Verweise[edit]

  1. ^ ein b c d e f G h ich j k l m n Ö p q r s t u LPSN lpsn.dsmz.de
  2. ^ ein b c d Endotoxine: Struktur, Funktion und Erkennung. Wang, Xiaoyuan., Quinn, Peter J. Dordrecht: Springer Verlag. 2010. ISBN 978-9048190782. OCLC 663096120.CS1-Wartung: andere (Link)
  3. ^ Adams und Moss, Lebensmittelmikrobiologie, dritte Ausgabe 2008, S. 26, 138, 140,
  4. ^ Gorby, Yuri A.; Yanina, Svetlana; McLean, Jeffrey S.; Rosso, Kevin M.; Moyles, Dianne; Dohnalkova, Alice; Beveridge, Terry J.; Chang, In Seop; Kim, Byung Hong (25.07.2006). “Elektrisch leitende bakterielle Nanodrähte, die vom Shewanella oneidensis-Stamm MR-1 und anderen Mikroorganismen hergestellt werden”. Verfahren der Nationalen Akademie der Wissenschaften. 103 (30): 11358–11363. doi:10.1073 / pnas.0604517103. ISSN 0027-8424. PMC 1544091. PMID 16849424.
  5. ^ Serres, Genomanalyse des Kohlenstoffquellenstoffwechsels von Shewanella oneidensis MR-1: Vorhersagen versus Experimente, Journal of Bacteriology, Juli 2006
  6. ^ Verbrennungen, Anaerobe Atmung von elementarem Schwefel und Thiosulfat durch Shewanella oneidensis MR-1 Erfordert psrA, ein Homolog des phsA-Gens von Salmonella enterica Serovar Typhimurium LT2, Angewandte und Umweltmikrobiologie, 19. Juni 2009
  7. ^ Pinchuk et al., Pyruvat- und Laktatstoffwechsel durch Shewanella oneidensis MR-1 unter Fermentations-, Sauerstoffbegrenzungs- und Fumaratatmungsbedingungen., Angewandte und Umweltmikrobiologie Dezember 2011
  8. ^ Saltikov et al.,
    Expressionsdynamik der Arsenatmung und -entgiftung in Shewanella sp. Stamm ANA-3, Journal of Bacteriology, November 2005
  9. ^ Tiedje, Shewanella – das umweltfreundliche Genom, Naturbiotechnologie
  10. ^ Pirbadian et al., Bakterielle Nanodrähte von Shewanella Oneidensis MR-1 sind äußere Membranen und periplasmatische Verlängerungen der extrazellulären Elektronentransportkomponenten, Biophysical Journal, Band 108, Januar 2015
  11. ^ Newsome, Die Biogeochemie und Bioremediation von Uran und anderen vorrangigen Radionukliden, Chemische Geologie, Band 363, S. 164-184, 10. Januar 2014,
  12. ^ Hoffman et al., Zweikammer-Biobatterien mit immobilisierten Mediatorelektroden, Journal of Applied Electrochemistry, Band 43, Ausgabe 7, S. 629–636, 27. April 2013
  13. ^ ein b c Dikow, Rebecca B. (2011-05-12). Homologie und Phylogenie von Shewanella auf Genomebene (Gammaproteobakterien: Lteromonadales: Shewanellaceae). BMC Genomics. 12: 237. doi:10.1186 / 1471-2164-12-237. ISSN 1471-2164. PMC 3107185. PMID 21569439.
  14. ^ ein b Tim., Freund (2007). Der dritte Bereich: die unerzählte Geschichte der Archaeen und die Zukunft der Biotechnologie. Washington, DC: Joseph Henry Press. ISBN 978-0309102377. OCLC 228173040.
  15. ^ ein b c Wright, Mitchell H.; Farooqui, Saad M.; White, Alan R.; Greene, Anthony C. (15.08.2016). “Herstellung von Manganoxid-Nanopartikeln durch Shewanella-Arten”. Angewandte und Umweltmikrobiologie. 82 (17): 5402–5409. doi:10.1128 / AEM.00663-16. ISSN 0099-2240. PMC 4988204. PMID 27342559.
  16. ^ NEUES TAXA – Proteobakterien: Kim, D. (2007). “Shewanella haliotis sp. Nov., Isoliert aus der Darmmikroflora von Abalone, Haliotis discus hannai”. Internationale Zeitschrift für systematische und evolutionäre Mikrobiologie. 57 (12): 2926–2931. doi:10.1099 / ijs.0.65257-0. PMID 18048751.

Externe Links[edit]


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