Comamonas

Comamonas
Systematik
Domäne:Bakterien (Bacteria)
Abteilung:Proteobacteria
Klasse:Betaproteobacteria
Ordnung:Burkholderiales
Familie:Comamonadaceae
Gattung:Comamonas
Wissenschaftlicher Name
Comamonas
(ex Davis and Park 1962) De Vos et al. 1985

Comamonas ist eine Gattung von Bakterien.

Merkmale

Die Zellformen von Comamonas sind unterschiedlich, es können gerade oder leicht gekrümmte Stäbchen auftreten. Die Zellgröße liegt zwischen 0,3 und 0,8 μm in Breite und 1,1 - 4,4 μm in Länge. Teilweise treten auch längere Zellen auf, mit einer Länge von 5 - 7 μm. Auch Spirillen können auftreten. Die Zellen sind entweder einzeln oder bilden Paare. Die meisten Comamonas-Arten sind beweglich durch polare (an einen Zellende) oder bipolare Büschel von Flagellen (eine polytrich-monopolare oder polytrich-bipolare Begeißelung). Die Art C. guangdongensis ist peritrich begeißelt. C. koreensis besitzt keine Flagellen, es ist unbeweglich (nonmotil).[1][2]

Stoffwechsel und Wachstum

Gutes Wachstum erfolgt auf Medien mit organischen Säuren, Aminosäuren oder Peptide. Es werden nur wenige Kohlenhydrate genutzt. Comamonas ist auf Sauerstoff angewiesen (aerob) und chemoorganotroph. Der Stoffwechselweg ist die Atmung mit Sauerstoff als terminaler Elektronenakzeptor.[2]

Ökologie

Comamonas-Stämme sind häufige Bewohner von Boden, Schlamm und Wasser. Sie kommen auch häufig in verschmutzten Umgebungen vor, so beispielsweise in mit Schwermetallen kontaminierten Böden. Sie wurden auch aus verschiedenen klinischen Proben vom Menschen, aus der Krankenhausumgebung sowie aus Pferde- und Kaninchenblut isoliert worden. Die Art Comamonas odontotermiteswurde aus einem Darm einer Termite (Odontotermes formosanus) isoliert. Der Fundort von Comamonas zonglianii war innerhalb von mit Phenol belasteten Boden, Comamonas composti wurde aus einen Komposthaufen isoliert.[1]

Stämme von Comamonas wurden von stark mit verschiedenen komplexen organischen Verbindungen und Schwermetallen kontaminierten Standorten isoliert. So wurde ein gegen Cadmium resistenter Stamm in einen mit Schwermetallen belasteten Boden gefunden. Gegen Nickel resistente Stämme wurden aus natürlich nickelhaltigen Böden in Neukaledonien isoliert.[2]

Die Art Comamonas kerstersii ist ein Erreger von Peritonitis. Das Genom wurde 2018 vollständig sequenziert.[3]

Nutzung

Comamonas ist von starken Interesse für biochemische Anwendungen. Vertreter der Gattung sind, wie auch die näher verwandten Gattungen Burkholderia und Ralstonia zum Abbau von vielen organischen Substraten in der Lage. Hierzu zählen aromatische Verbindungen, wie z. B. Nitrobenzol.[4] Auch Polycyclische aromatische Kohlenwasserstoffe, wie z. B. Chinolin, Phenanthren und Naphthalin können abgebaut werden.[5][6]

Die Art Comamonas testosteroni kann das Steroidhormon Testosteron als einzige Kohlenstoffquelle nutzen. Testosteron und testosteron-ähnliche Substanzen zählen zu den sogenannten Umwelthormonen. Hierbei handelt es sich um künstlich hergestellte Hormone, die angehäuft in der Umwelt auftreten. Testosteron wurde in Gülle, Klärschlamm, Boden und auch im Trinkwasser gefunden.[7][8] Es sind für den Menschen gesundheitsschädliche Wirkungen von aufgenommenen Steroidhormonen bekannt. Sie können auf das Immun- und Herz-Kreislaufsystem und auf das Nervensystem wirken. Da Comamonas testosteroni in der Lage ist, Testosteron abzubauen, könnte es z. B. in Kläranlagen eingesetzt werden.[8] Des Weiteren ist diese Art in der Lage Poly3HB, ein Polyhydroxyalkanoat abzubauen, was für den Bereich Bio-basierten Kunststoffen von Interesse ist.[9] Ein von C. testosteroni isoliertes Enzym wird für die Herstellung der Ursodesoxycholsäure genutzt. Ursodesoxycholsäure wird z. B. als Mittel bei Erkrankungen der Leber medizinisch genutzt.[10] Das Genom von C. testosteroni wurde 2009 komplett sequenziert.

Ein Stamm von Comamonas (Comamonas sp. JS765) baut Nitrobenzol ab.[11] Es kann die Verbindung als einzige Quelle für den Gewinn von Kohlenstoff, Stickstoff und Energie nutzen. Nitrobenzol ist giftig und gilt als möglicher Auslöser von Krebs.

Systematik

Die Gattung Comamonas zählt zu der Familie der Comamonadaceae.

Der Name wird gelegentlich falsch wiedergegeben als: "Comamon", "Commamonas", "Commonas" oder "Comomonas".

Im Dezember 2021 waren 30 Arten bekannt. Es folgt eine Liste einiger Spezies:

  • Comamonas aquatica (Hylemon et al. 1973) Wauters et al. 2003
  • Comamonas aquatilis Kämpfer et al. 2018
  • Comamonas badia Tago and Yokota 2005
  • Comamonas composti Young et al. 2008
  • Comamonas denitrificans Gumaelius et al. 2001
  • Comamonas granuli Kim et al. 2011
  • Comamonas guangdongensis Zhang et al. 2013
  • Comamonas humi Hatayama 2014
  • Comamonas jiangduensis Sun et al. 2013
  • Comamonas kerstersii Wauters et al. 2003
  • Comamonas testosteroni (Marcus and Talalay 1956) Tamaoka et al. 1987
  • Comamonas zonglianii Yu et al. 2011

Einzelnachweise

  1. ↑ a b Eugene Rosenberg, Edward F. DeLong, Stephen Lory, Erko Stackebrandt und Fabiano Thompson: The Prokaryotes. Alphaproteobacteria and Betaproteobacteria ISBN 978-3-642-30197-1
  2. ↑ a b c George M. Garrity (Hrsg.): Bergey’s Manual of Systematic Bacteriology. 2. Auflage, Band 2: The Proteobacteria. Part C: The Alpha-, Beta-, Delta-, and Epsilonproteabacteria. Springer, New York 2005, ISBN 0-387-24145-0.
  3. ↑ Xiawei Jiang, Wenhong Liu & Beiwen Zheng: Complete genome sequencing of Comamonas kerstersii 8943, a causative agent for peritonitis In: Scientific Data Band 5, Article number: 180222 (2018) doi:10.1038/sdata.2018.222
  4. ↑ Johanes Ottow: Mikrobiologie von Böden: Biodiversität, Ökophysiologie und Metagenomik. Springer, 2011, ISBN 978-3-642-00824-5, S. 203.
  5. ↑ Xuwang Zhang, Lizhi Zhang, Minghuo Wu, Qidong Tang, Zhaojian Song, Hao Zhou, Yongming Bao, Lifen Liu und Yuanyuan Qu: Comparative characterization and functional genomic analysis of two Comamonas sp. strains for biodegradation of quinoline In: Chemical Technology and Biotechnology. Band 95, Ausgabe 7 doi:10.1002/jctb.6390
  6. ↑ A. K. Goyal, G. J. Zylstra: Genetics of naphthalene and phenanthrene degradation by Comamonas testosteroni In: Journal of Industrial Microbiology and Biotechnology, Volume 19, Issue 5-6, 1 November 1997, Pages 401–407, doi:10.1038/sj.jim.2900476
  7. ↑ Yi-Lung Chen, Chia-Hsiang Wang, Fu-Chun Yang, Wael Ismail, Po-Hsiang Wang, Chao-Jen Shih, Yu-Ching Wu und Yin-Ru Chiang: Identification of Comamonas testosteroni as an androgen degrader in sewage. In: Scientific Reports Band 6, Artikel Nummer: 35386 (2016).
  8. ↑ a b Tianyuan Pan, Pu Huang, Guangming Xionga und Edmund Masera: Isolation and identification of a repressor TetR for 3,17b-HSD 4 Q1 expressional regulation in Comamonas testosteroni In: Chemico-Biological Interactions Band 234, 5 Juni 2015, S. 205-212 doi:10.1016/j.cbi.2014.12.034
  9. ↑ Alexander Steinbüchel: Mikrobiologisches Praktikum. Springer Verlag, Heidelberg 2003, ISBN 3-540-44383-5
  10. ↑ Horst Chmiel, Ralf Takors und Dirk Weuster-Botz: Bioprozesstechnik. Springer Spektrum, Berlin, Heidelberg, 2018 ISBN 978-3-662-54042-8 doi:10.1007/978-3-662-54042-8
  11. ↑ Shirley F. Nishino und Jim C. Spain: Oxidative Pathway for the Biodegradation of Nitrobenzene by Comamonas sp. Strain JS765 In: Applied and Environmental Microbiology Juni 1995, S. 2308–2313