Grundwasser -
Aquificae

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Aquificae Wissenschaftliche Klassifikation Domain: Stamm:
Aquificae
Klasse Synonyme
  • Aquificaeota Oren et al. 2015
  • "Aquificota" Whitman et al. 2018

Der Aquificae- Stamm ist eine vielfältige Ansammlung von Bakterien, die in rauen Umgebungen leben. Der Name "Aquificae" wurde diesem Stamm aufgrund einer frühen innerhalb dieser Gruppe identifizierten Gattung, Aquifex ("Wassermacher") gegeben, die in der Lage ist, durch Oxidation von Wasserstoff Wasser zu produzieren. Sie wurden in Quellen, Pools und Ozeanen gefunden. Sie sind Autotrophe und die primären Kohlenstofffixierer in ihrer Umgebung. Diese Bakterien sind gramnegative , nicht sporenbildende Stäbchen . Sie sind echte Bakterien ( Domain Bakterien ) im Gegensatz zu den anderen Bewohnern von extremen Umgebungen, die Archaea .

Taxonomie

zugeordnet. Es wird derzeit als Mitglied der Aquificales klassifiziert, hat jedoch mehr physiologische Ähnlichkeit mit den Desulfobacteriaceae.

Molekulare Signaturen und phylogenetische Position

Vergleichende Genomstudien haben mehrere konservierte Signaturindels (CSIs) identifiziert , die für alle Arten des Stammes Aquificae spezifisch sind und potenzielle molekulare Marker liefern. Die Ordnung Aquificales kann von Desulfobacteriales durch mehrere CSIs über verschiedene Proteine ​​hinweg unterschieden werden, die für jede Gruppe spezifisch sind. Weitere CSIs wurden auf Familienebene gefunden und können verwendet werden, um Aquificae und Hydrogenothermaceae von allen anderen Bakterien abzugrenzen . Parallel zur beobachteten CSI-Verteilung unterscheiden sich auch die Ordnungen innerhalb der Aquificae physiologisch voneinander. Mitglieder der Desulfurobacteriales sind strikte Anaerobier , die ausschließlich Wasserstoff zur Energiegewinnung oxidieren, während die zu den Aquificales gehörenden mikroaerophil sind und in der Lage sind , neben Wasserstoff auch andere Verbindungen (wie Schwefel oder Thiosulfat) zu oxidieren.

Es wurden auch mehrere CSIs identifiziert, die spezifisch für die Arten aus den Aquificae sind und potenzielle molekulare Marker für diesen Stamm bieten. Außerdem wurde eine 51-Aminosäure-Insertion in der SecA- Präprotein-Translocase identifiziert, die von allen Mitgliedern der Aquificae sowie allen Mitgliedern der Ordnung Thermotogales geteilt wird . Phylogenetische Studien zeigten , dass das Vorkommen des gleichen CSI innerhalb dieser beiden nicht verwandten Bakteriengruppen nicht auf einen lateralen Gentransfer zurückzuführen ist , sondern dass sich das CSI wahrscheinlich aufgrund des Selektionsdrucks in diesen beiden Gruppen von Thermophilen unabhängig entwickelt hat . Die Insertion von 51 Aminosäuren befindet sich auf der Oberfläche von SecA in der Nähe der Bindungsstelle von ADP/ATP. Molekulardynamische Simulationen zeigten ein Netzwerk von Wassermolekülen, das eine intermediäre Wechselwirkung zwischen Resten der 51 aa CSI- und ADP-Moleküle bildet, die dazu dient, die zwischen ADP/ATP und dem Protein gebildeten Wasserstoffbrücken zu stabilisieren. Es wird vermutet, dass das zwischen den Wassermolekülen, CSI-Resten und ADP/ATP gebildete Netzwerk von Wasserstoffbrücken dazu beiträgt, die ATP/ADP-Bindung an das SecA-Protein bei hohen Temperaturen aufrechtzuerhalten, was zur allgemeinen Thermostabilität der Bakterien beiträgt.

In den 16S rRNA-Genbäumen verzweigen sich die Aquificae-Arten in der Nähe des Stammes Thermotogae (ein weiterer Stamm, der hyperthermophile Organismen umfasst) nahe dem archaeal-bakteriellen Verzweigungspunkt. Eine enge Verwandtschaft der Aquificae zu den Thermotogae und die tiefe Verzweigung der Aquificae wird jedoch durch einige phylogenetische Studien auf der Grundlage anderer Gen-/Proteinsequenzen und auch durch CSIs in mehreren hochkonservierten Universalproteinen 16S-23S-5S-Operons nicht unterstützt. Im Gegensatz zu dem sehr hohen G+C-Gehalt ihrer rRNAs (dh mehr als 62%), der für die Stabilität ihrer Sekundärstrukturen bei hohen Wachstumstemperaturen erforderlich ist, ist die Schlussfolgerung, dass die Aquificae keine tiefverzweigte Linie darstellen, auch unabhängig stark von CSIs in einer Reihe wichtiger Proteine ​​(nämlich Hsp70, Hsp60, RpoB, RpoB und AlaRS) unterstützt, die seine Platzierung in der Nähe des Stamms der Proteobakterien, insbesondere der Epsilonproteobakterien, unterstützen . Eine spezifische Beziehung der Aquificae zu den Proteobakterien wird durch eine Zwei-Aminosäure-CSI im Protein anorganische Pyrophosphatase unterstützt , die einzigartig in Arten dieser beiden Stämme gefunden wird. Cavalier-Smith hat auch vorgeschlagen, dass die Aquificae eng mit den Proteobakterien verwandt sind. Im Gegensatz zu den oben zitierten Analysen, die auf einigen wenigen Indels oder auf einzelnen Genen basieren, ordneten Analysen von Informationsgenen, die weniger häufig auf die Aquifex- Linie übertragen zu sein schienen als nicht-Informationsgene, die Aquificales meistens in die Nähe der Thermotogales. Diese Autoren erklären die häufig beobachtete Gruppierung von Aquificae mit Epsilonproteobakterien als Folge des häufigen horizontalen Gentransfers aufgrund gemeinsamer ökologischer Nischen.

Zusammen mit den Thermotogae sind die Aquificae thermophile Eubakterien.

Phylogenie

Phylogenie basiert auf der 16S rRNA-basierten LTP-Freisetzung 132 des All-Species Living Tree Project

" Thermosulfidibacteraceae "

Thermosulfidibacter takaii

Desulfurobakterien

Desulfurobacteriaceae

" Aquificia "
" Hydrogenothermales "

Hydrogenothermaceae

Aquificales
" Hydrogenobaculaceae "

Hydrogenobaculum acidophilum

Wasserpflanzen

Taxonomie

Die derzeit akzeptierte Taxonomie basiert auf der List of Prokaryotic names with Standing in Nomenclature (LSPN), dem National Center for Biotechnology Information (NCBI) und der GTDB 05-RS95 ( Genome Taxonomy Database ).

Verweise