Dokdonia donghaensis

Dokdonia donghaensis
Systematik
Abteilung:Bacteroidetes
Klasse:Flavobacteriia
Ordnung:Flavobacteriales
Familie:Flavobacteriaceae
Gattung:Dokdonia
Art:Dokdonia donghaensis
Wissenschaftlicher Name
Dokdonia donghaensis
Yoon et al. 2005

Dokdonia donghaensis ist ein Bakterium. Der Erstfundort liegt im Meerwasser des Japanischen Ostmeer bei den Liancourt-Felsen.

Erscheinungsbild

Die Zellen von Dokdonia donghaensis sind stäbchenförmig, mit einer Breite zwischen 0,3 und 0,6 μm und einer Länge von 1,5 bis 5,0 μm. Flagellen sind nicht vorhanden, auch eine gleitende Bewegung ("gliding motility") wurde nicht beobachtet. Diese Bewegungsart findet man bei vielen Arten der Flavobacteriaceae. Sporen werden nicht gebildet. Die Kolonien sind gelb gefärbt.[1]

Stoffwechsel und Wachstum

Dokdonia donghaensis ist auf Sauerstoff angewiesen, es ist strikt aerob. Der Katalase-Test und der Oxidase-Test fallen positiv aus. Nitrat wird nicht genutzt. Casein wird gespalten, Agar und Stärke werden nicht genutzt. Das dominierende Chinon ist das Menachinon-MK6. Bestes Wachstum erfolgt bei 30 °C und bei 2 % (w/v) NaCl.[1][2] Das Bakterium toleriert relativ hohe Salzkonzentrationen (NaCl) bis zu 7 %, Dokdonia donghaensis ist somit halotolerant.[3] Bei einer Salzkonzentration von 0 % erfolgt kein Wachstum. Die Gram-Färbung verläuft negativ.[1] Das Genom wurde vollständig sequenziert.[4]

Proterorhodopsin

Die Arten von Dokdonia sind von Interesse zur Untersuchung der Nutzung von Licht als Energiequelle durch Proteorhodopsine bei Mikroorganismen. Hierzu wurden mehrere verschiedene Arten und noch nicht näher bestimmte Stämme der Gattung untersucht.[5][4] Dokdonia donghaensis nutzt hierbei das Proteorhodopsin (PR) als Protonenpumpe, um mit Licht als Energiequelle ATP zu erzeugen. Dies dient als Ergänzung zu den ansonsten organischen Energiequellen (photoheterotrophes Wachstum). Die Vorsilbe Proteo- des Begriffes Proteorhodopsin bezieht sich auf die Proteobacteria, es tritt nur bei dieser Großgruppe der Bakterien auf. Bei den Archaeen tritt ein ähnliches Protein auf, hierbei spricht man vom Bacteriorhodopsin (BR).

Die mikrobielle Rhodopsine sind lichtaktivierte Pumpproteine. Sie bestehen aus einen einzelnen, von einer Membran umschlossenen Protein, das kovalent an ein lichtempfindliches Pigment gebunden ist.[5] Mit Hilfe der Lichtenergie werden H+ hier Protonen vom inneren der Zelle nach außen transportiert. Hiermit wird ein Konzentrationsunterschied zwischen den Protonen außerhalb (mehr) und innerhalb (weniger Protonen) der Zelle erzeugt. Dieser kann als Energielieferant für die Bildung von ATP durch die ATPase, die die Protonen wieder nach innen transportiert, genutzt werden.

Proterohodopsin ist von vielen marine Bakterien bekannt. Die photische Zone des Ozeans enthält die größte Menge an Bakterien mit PR, durchschnittlich 75 % aller im Plankton vorkommenden Bakterien besitzen die hierfür benötigten Gene.[6] Es kann als eine zusätzliche Energiequelle dienen, wenn Nahrungsmangel herrscht.[7] Eine Vermutung geht davon aus, das der durch das Proteorhodopsin erzeugte Protonengradient (pmf, proton motive force) dazu genutzt wird um Vitamin B1 (Thiamin) aufzunehmen. Das Vitamin B1 ist wichtig für den Kohlenstoffstoffwechsel, einschließlich des Citratzyklus.[6]

Systematik

Die Gattung Dokdonia zählt zu der Familie der Flavobacteriaceae. Die Erstbeschreibung stammt aus dem Jahr 2015. Dokdonia donghaensis ist die Typusart, sie ist die zuerst beschriebene Art ihrer Gattung. Im Januar 2022 zählten 10 Arten zu der Gattung.[8]

Dokdonia donghaensis ähnelt der verwandten Gattung Cellulophaga, Unterscheidungsmerkmale sind einmal die fehlende Fähigkeit der gliding motility bei Dogdonia, keine Säurebildung von den getesteten Kohlenhydraten und die Unfähigkeit Agar und Stärke zu spalten.[1]

Einzelnachweise

  1. ↑ a b c d Noel R. Krieg u. a. (Hrsg.): Bergey’s Manual of Systematic Bacteriology. 2. Auflage, Band 4: The Bacteroidetes, Spirochaetes, Tenericutes (Mollicutes), Acidobacteria, Fibrobacteres, Fusobacteria, Dictyoglomi, Gemmatimonadetes, Lentisphaerae, Verrucomicrobia, Chlamydiae, and Planctomycetes. Springer, New York 2010, ISBN 978-0-387-68572-4, S. 106–314.
  2. ↑ Jung-Hoon Yoon, So-Jung Kang, Choong-Hwan Lee und Tae-Kwang Oh: Dokdonia donghaensis gen. nov., sp. nov., isolated from sea water In: International Journal of Systematic and Evolutionary Microbiology (2005), 55, 2323–2328 DOI:10.1099/ijs.0.63817-0
  3. ↑ e la Haba R.R., Sánchez-Porro C., Marquez M.C. und Ventosa A. (2011): Taxonomy of Halophiles. In: Horikoshi K. (eds): Extremophiles Handbook. Springer, Tokyo. doi:10.1007/978-4-431-53898-0
  4. ↑ a b Hiroyuki Kimura, Curtis R Young, Asuncion Martinez & Edward F DeLong: Light-induced transcriptional responses associated with proteorhodopsin-enhanced growth in a marine flavobacterium In: The ISME Journal, Band 5, S. 641–1651 (2011) doi:10.1038/ismej.2011.36
  5. ↑ a b Kitae Kim, Soon-Kyeong Kwon, Jung-Hoon Yoon und Jihyun F. Kim: Complete Genome Sequence of the Proteorhodopsin-Containing Marine Flavobacterium Dokdonia donghaensis DSW-1T, Isolated from Seawater off Dokdo in the East Sea (Sea of Korea) In: Genome Announcements, 4(4), 4 August 2016 doi:10.1128/genomeA.00804-16
  6. ↑ a b Laura Gómez-Consarnau, José M González, Thomas Riedel, Sebastian Jaenicke, Irene Wagner-Döbler, Sergio A Sañudo-Wilhelmy und Jed A Fuhrman: Proteorhodopsin light-enhanced growth linked to vitamin-B1 acquisition in marine Flavobacteria In: The ISME Journal Band 10, S. 1102–1112 (2016) doi:10.1038/ismej.2015.196
  7. ↑ Qing Liu, Hong-Can Liu, Yu-Guang Zhou und Yu-Hua Xi: Microevolution and Adaptive Strategy of Psychrophilic Species Flavobacterium bomense sp. nov. Isolated From Glaciers In: Frontiers in Microbiology, 22. Mai 2019, Band 10, S. 1069. doi:10.3389/fmicb.2019.01069.
  8. ↑ J. P. Euzéby: List of Prokaryotic Names with Standing in Nomenclature – Flavobacteriaceae (Stand: 3. Januar 2022)

Genutzte Literatur

  • Noel R. Krieg u. a. (Hrsg.): Bergey’s Manual of Systematic Bacteriology. 2. Auflage, Band 4: The Bacteroidetes, Spirochaetes, Tenericutes (Mollicutes), Acidobacteria, Fibrobacteres, Fusobacteria, Dictyoglomi, Gemmatimonadetes, Lentisphaerae, Verrucomicrobia, Chlamydiae, and Planctomycetes. Springer, New York 2010, ISBN 978-0-387-68572-4, S. 106–314.
  • Jung-Hoon Yoon, So-Jung Kang, Choong-Hwan Lee und Tae-Kwang Oh: Dokdonia donghaensis gen. nov., sp. nov., isolated from sea water In: International Journal of Systematic and Evolutionary Microbiology (2005), 55, 2323–2328 DOI:10.1099/ijs.0.63817-0