Comamonadaceae

Comamonadaceae
Acidovorax kalamii
Systematik
Domäne: Bakterien (Bacteria) Reich: Pseudomonadati Abteilung: Proteobakterien (Pseudomonadota) Klasse: Betaproteobacteria Ordnung: Burkholderiales Familie: Comamonadaceae
Wissenschaftlicher Name
Comamonadaceae
Willems et al. 1991

Die Comamonadaceae sind eine Bakterien-Familie, die zur Ordnung der Burkholderiales gehört. Hier sind, was den Stoffwechsel angeht, viele unterschiedliche Arten vereint.

Merkmale

Fast alle Vertreter der Comamonadaceae sind aerob und chemo­organo­troph. Die meisten Arten sind durch den Besitz von Flagellen beweglich. Es kann sich um ein einzelnes Flagellum handeln, wie z. B. bei Arten von Acidovorax und Hydrogenophaga, auch Arten mit Büschel von Flagellen (polytrich) sind vorhanden. Beispiele für Büschel, die entweder an beiden polaren Enden (polytrich-bipolar) oder nur an einem Ende (polytrich-monopolar) auftreten sind Delftia acidovorans und Arten von Comimonas. Variovorax ist peritrich (gleichmäßig verstreut) begeißelt. Brachymonas besitzt keine Flagellen.

Die Zellmorphologie ist meist stäbchenförmig, es kommen aber auch Arten mit gekrümmten Stäbchen vor. Auch Arten mit spirillenförmigen Zellen sind in dieser Familie vorhanden, wie z. B. Arten von Comamonas. Die Gram-Färbung fällt negativ aus.

Stoffwechsel

In der Familie der Comamonadaceae ist eine Vielfalt von Stoffwechselwegen anzutreffen. Der Stoffwechsel ist meist chemoorganoheterotroph. Der terminale Elektronenakzeptor ist Sauerstoff (Atmung). Allerdings sind auch anaerobe Denitrifikatoren, photoautotrophe und photoheterotrophe Arten vorhanden. Auch fermentative Vertreter sind anzutreffen. So kann Brachymonas denitrificans wenn kein Sauerstoff vorhanden ist, also unter anaeroben Bedingungen, Nitrat als Akzeptor nutzen (Denitrifikation, auch als Nitratatmung bezeichnet). So wurde Curvibacter bei einer Untersuchung im anaeroben Belebtschlamm identifiziert. Unter anaeroben Bedingungen reduzieren hier Curvibacter und andere denitrifizierenden Bakterien Nitrat bzw. Nitrit zu gasförmigen Formen wie Stickstoffdioxid (N₂H) und Distickstoffgas (N₂). Andere Beispiele der Nitratatmung sind Vertreter von Hydrogenophaga, wie z. B. die stäbchenförmige Art H. bisanensis.

Die Art Acidovorax facilis kann auch chemolithoautotroph wachsen, sie nutzt hierbei molekularen Wasserstoff (H₂) als Energiequelle und Kohlendioxid als Kohlenstoffquelle. Diese Art wurde zuerst von Albert Schatz im Jahr 1952 beschrieben und unter den Namen Hydrogenomonas facilis geführt, wobei der Gattungsname Hydrogenomonas auf die Besonderheit der Oxidation von Wasserstoff zur Energiegewinnung hinweist (Hydrogenium ist der lateinische Name für Wasserstoff). Später wurde die Art zu der Gattung Pseudomonas gestellt und im Jahre 1990 dann von A. Willems in die Gattung Acidovorax transferiert.

Auch einige Arten von Hydrogenophaga sind chemolithoautotroph und können Wasserstoff oxidieren. Hierzu kann CO₂ und auch Kohlenmonoxid (CO) als Kohlenstoffquelle dienen. H. pseudoflava ist hierbei auch für die Biotechnologie von Interesse, um z. B. bei der Produktion von Chemikalien entstehende Abgase nachhaltig zu nutzen. Andere Arten der Gattung oxidieren Thiosulfat zu Sulfat, sie zählen zu den schwefeloxidierenden Bakterien, auch Sulfurikanten genannt. Einige Stämme von H. pseudoflava können molekularen Stickstoff (N₂) fixieren.

Einige Arten von Delftia sind in der Lage Polymere wie Polyurethane (PU) abbauen und sind somit von Interesse für den Umgang mit Mikroplastik.

Systematik

Gattungen der Familie sind (Stand: 3. Januar 2024):

• Acidovorax
  • Acidovorax delafieldii (Davis 1970) Willems et al. 1990
  • Acidovorax radicis Li et al. 2011
• Alicycliphilus
• Brachymonas
• Caenimonas
• Caldimonas
• Comamonas
• Curvibacter
• Delftia
• Diaphorobacter
• Giesbergeria
• Hydrogenophaga
• Hylemonella
• Lampropedia
• Limnohabitans
• Macromonas
• Malikia
• Mitsuaria
• Ottowia
• Polaromonas
• Pseudacidovorax
• Pseudorhodoferax
• Ramlibacter
• Rhodoferax
• Schlegelella
• Simplicispira
• Variovorax
• Verminephrobacter
• Xenophilus

Die Genome Taxonomy Database (GTDB) führt die Familie unter der provisorischen Bezeichnung Burkholderiaceae_B.

Die Kandidatengattung „Eleftheria“ (mit „E. terrae“) gehört nach den Autoren Losee L. Ling (2015) einer dort „Aquabacteria“ genannten Klade an, die sich inhaltlich mit Burkholderiaceae_B bzw. Comamonadaceae deckt und Aquabacterium commune beinhaltet. Somit wäre „Eleftheria“ ebenfalls ein Mitglied der Familie.

Verschiebungen:

• Candidatus Symbiobacter → Betaproteobacteria incertae sedis (nach der LPSN; in der NCBI-Taxonomie und der GTDB weiterhin zu den Comamonadaceae alias Burkholderiaceae_B,)
• Mehrere Gattungen wurden zu der im Jahr 2023 neu aufgestellten Familie verschoben. Hierzu zählen Aquabacterium, Leptothrix, Ideonella und Roseateles.

Literatur

• 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.
• Eugene Rosenberg, Edward F. DeLong, Stephen Lory, Erko Stackebrandt und Fabiano Thompson: The Prokaryotes. Alphaproteobacteria and Betaproteobacteria Springer, Berlin, Heidelberg 2014, ISBN 978-3-642-30197-1

Weblinks

Commons: Comamonadaceae – Sammlung von Bildern, Videos und Audiodateien

Einzelnachweise

1. 1 2 LPSN: Family Comamonadaceae Willems et al. 1991.
2. 1 2 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 (englisch).
3. 1 2 Eugene Rosenberg, Edward F. DeLong, Stephen Lory, Erko Stackebrandt, Fabiano Thompson: The Prokaryotes. Alphaproteobacteria and Betaproteobacteria, Springer-Verlag, Berlin/Heidelberg 2014, ISBN 978-3-642-30197-1 (englisch).
4. 1 2 Vipin Singh, Satarupa Dey: Biological and Microbiological Characteristics of Activated Sewage Sludge. In: Application of Sewage Sludge in Industrial Wastewater Treatment. 1. Auflage. Wiley, 2024, ISBN 978-1-119-85736-5, S. 87–106, doi:10.1002/9781119857396.ch5 (wiley.com [abgerufen am 30. April 2025]). 
5. ↑ Magdalena Zielińska, Paulina Rusanowska, Joanna Jarząbek, Jeppe Lund Nielsen: Community dynamics of denitrifying bacteria in full-scale wastewater treatment plants. In: Environmental Technology. Band 37, Nr. 18, 16. September 2016, ISSN 0959-3330, S. 2358–2367, doi:10.1080/09593330.2016.1150350 (tandfonline.com [abgerufen am 30. April 2025]). 
6. ↑ Jung-Hoon Yoon, So-Jung Kang, Seung Hyun Ryu, Che Ok Jeon und Tae-Kwang Oh: Hydrogenophaga bisanensis sp. nov., isolated from wastewater of a textile dye works In: International Journal of Systematic Bacteriology, Band 58, Nr. 2, 2008; doi:10.1099/ijs.0.65271-0 (englisch).
7. ↑ Albert Schatz, Carlton Bovell Jr.: Growth and Hydrogenase Activity of a New Bacterium, Hydrogenomonas Facilis. In: Journal of Bacteriolog, S. 63, Nr. 1, 1952, S. 87–98; doi:10.1128/jb.63.1.87-98.1952, PMID 14927551, PMC 169930 (freier Volltext) (englisch).
8. ↑ A. Willems, E. Falsen, B. Pot, E. Jantzen, B. Hoste, P. Vandamme, M. Gillis, K. Kersters, J. De Ley: Acidovorax, a New Genus for Pseudomonas facilis, Pseudomonas delafieldii, E. Falsen (EF) Group 13, EF Group 16, and Several Clinical Isolates, with the Species Acidovorax facilis comb. Nov., Acidovorax delafieldii comb. Nov., and Acidovorax temperans sp. nov. In: International Journal of Systematic Bacteriology. 40. Jahrgang, Nr. 4, 1990, S. 384, doi:10.1099/00207713-40-4-384, PMID 2275854 (englisch). 
9. ↑ Daniel Siebert, Bastian Blombach: Carboxydotrophe Knallgasbakterien zur aeroben Nutzung von CO, CO2 und H2. In: BIOspektrum. Band 28, Nr. 5, September 2022, ISSN 0947-0867, S. 553–555, doi:10.1007/s12268-022-1799-1 (springer.com [abgerufen am 25. März 2024]). 
10. ↑ Teresa Rocha-Santos, Monica F. Costa: Handbook of Microplastics in the Environment. Hrsg.: Catherine Mouneyrac. Springer International Publishing, Cham 2022, ISBN 978-3-030-39040-2, doi:10.1007/978-3-030-39041-9 (englisch). 
11. ↑ Kathleen M. Schleinitz, Sabine Kleinsteuber, Tatiana Vallaeys, Wolfgang Babel: Localization and Characterization of Two Novel Genes Encoding Stereospecific Dioxygenases Catalyzing 2(2,4-Dichlorophenoxy)propionate Cleavage in Delftia acidovorans MC1. In: Applied and Environmental Microbiology. Band 70, Nr. 11, November 2004, ISSN 0099-2240, S. 6948–6948, doi:10.1128/aem.70.11.6948.2004. 
12. ↑ NCBI Taxonomy Browser: Comamonadaceae (family).
13. 1 2 GTDB: Burkholderiaceae_B (fam.).
14. ↑ Losee Lucy Ling, Tanja Schneider, Aaron J. Peoples, Amy L. Spoering, Ina Engels, Brian P. Conlon, Anna Mueller, Till F. Schäberle, Dallas E. Hughes, Slava Epstein, Michael Jones, Linos Lazarides, Victoria A. Steadman, Douglas R. Cohen, Cintia R. Felix, K. Ashley Fetterman, William P. Millett, Anthony G. Nitti, Ashley M. Zullo, Chao Chen, Kim Lewis: A new antibiotic kills pathogens without detectable resistance. In: Nature. 517. Jahrgang, Nr. 7535, 7. Januar 2015, S. 455–459, doi:10.1038/nature14098, PMID 25561178, PMC 7414797 (freier Volltext), bibcode:2015Natur.517..455L (englisch).  Dazu:
    • Extended Data Figure 2. 16S rRNA gene phylogeny of Eleftheria terrae.
    • Erratum vom 16. April 2015; doi:10.1038/nature14303.
15. ↑ Family Sphaerotilaceae. In: lpsn.dsmz.de
16. ↑ Yang Liu, Juan Du, Tao Pei, Hanqin Du, Guang-Da Feng, Honghui Zhu: Genome-based taxonomic classification of the closest-to-Comamonadaceae group supports a new family Sphaerotilaceae fam. nov. and taxonomic revisions. In: Systematic and Applied Microbiology. Band 45, Nr. 6, November 2022, ISSN 0723-2020, S. 126352, doi:10.1016/j.syapm.2022.126352.