Organismus des TagesChloroflexus aurantiacus

Phylogenie von Chloroflexus

• Domäne: Bakterien

• Phylum: Chloroflexi

• Ordnung: Chloroflexales

• Familie: Chloroflexaceae

• Genus: Chloroflexus

•  andere Genera:– Chloronema– Roseiflexus   

The uncultured majority

• Black: 12 original Phyla (Woese 1987)many pure cultures

• White: 14 new phyla since 1987some isolates

• Gray: 26 candidate phylano isolates

Rappé & Giovannoni (Annu Rev Microbiol, 2003)Keller & Zengler (Nat Rev Microbiol, 2004)

What are they all doing ?

1205

1367

220

1808

91

8

4

9

13

1124

25

n = published species

Physiologische Eigenschaften von C. aurantiacus

• Thermophil (bis 70° C)

• Aerob, fakultativ anaerob

• Wächst: – Photoautotroph über 3-Hydroxypropionatzyklus– Photoorganotroph (wie

Nichtschwefelpurpurbakterien)– Chemoorganotroph (bei Lichtmangel)

• Anoxygene Photosynthese

Entnommen aus Fuchs et al., 2007

Photosynthese von C. aurantiacus

• Eigenschaften der grünen Schwefelbakterien (Chlorobi)– Chlorosom– Bacteriochlorophyl c

• Eigenschaften der Nichtschwefelpurpurbakterien– Bacteriochlorophyl a– Reaktionszentrum der Nichtschwefelpurpur?– B880 Antennenkomplex

Schema des Photosyntheseapparates von Chloroflexus

Wo absorbieren welche Chlorophylle?

Schichtung im stratifizierten See

Erfolgreiche Jagd in der Sprungschicht

Es geht aber auch in einem Tümpel

Vergleich zu Chlorobi (grüne Schwefelbakterien)

- Ähnliche Photosynthese

- Aber keine reduzierten Schwefelverbindungen als Elektronendonor

Wichtigster Unterschied zu oxygener Photosynthese?

- Nur ein Photosystem

- Nicht genügend Energie um von Wasserspaltung (+ 1,2 V) zur Reduktion von NADH zu kommen (- 0,32V)

Aufgaben der Photosynthese:

1)Energiegewinnung

2)Bereitstellen von Reduktionsäquivalenten (NAD(P)H)

Halobakterien

Habitate für Hyperhalophile

Phototrophe halophile Einzeller färben das Wasser dieser Salzgewinnungsanlage. Je nach Salzgehalt dominieren bestimmte Arten in den einzelnen Becken.

Salzsee

• Bild aus Fuchs Seite 563

Saline

Spezielle phototrophe Energiegewinnung bei Halobakterien

• Bacteriorhodopsin

• Lichtgetriebene Protonenpumpe (ohne ETP)

• Integrales Membranprotein mit 7 Helices (Österheld, MPI Martinsried)

• Bildet eine quasikristalline Struktur in der Membran (Purpurmembran)

• Pigment Retinal ist kovalent gebunden

Halobacterium salinarum und Bacteriorhodopsin

Geklaut vom Lehrstuhl für Biophysik Ruhr-Uni Bochum

Funktionsweise von Bacteriorhodopsin

• Anregung führt zu – Konformationsänderung des Proteins

– pKa-Erhöhung der Lysin Schiffschen Base (Freigabe des Protons)

– Rückfaltung zum CP und erneute Protonierung