Desulfococcus ist eine Gattung von Bakterien. Die Arten zählen zu den dissimilatorischen sulfatreduzierenden Mikroorganismen, sie führen die Desulfurikation durch. Dabei werden Schwefelverbindungen, wie beispielsweise Sulfat, zu Sulfid bzw. Schwefelwasserstoff reduziert. Es handelt sich um eine anaerobe Atmung. Anstatt wie bei der „normalen“ Atmung Sauerstoff, werden hierbei die Schwefelverbindungen als Elektronenakzeptoren genutzt. Als Elektronenspender (Donator) und Kohlenstoffquelle können eine Vielfalt von verschiedenen Verbindungen genutzt werden, wie beispielsweise höhere Monocarbonsäuren, Lactat und Alkohole. Es sind zwei Arten bekannt: Desulfococcus biacutus und Desulfococcus multivorans (Stand Juni 2026).
Merkmale
Die Gram-Färbung fällt je nach Stamm unterschiedlich aus, ungeachtet der Färbung besitzen die Zellen aber eine für gramnegative Bakterien charakteristische Ultrastruktur: Die Zelle ist von zwei Membranen mit einer dazwischen liegenden, dünnen Mureinschicht umgeben. Die Kolonien auf anoxischen Agarmedien sind weißlich bis gelblich (manchmal auch gräulich) und neigen zu einer schleimigen Konsistenz. Sporenbildung wird nicht beobachtet. Die Zellen enthalten häufig Granula aus Poly-β-Hydroxybutyrat. Der Typstamm von D. multivorans ist unbeweglich, Zellen anderer Stämme können jedoch eine langsame Beweglichkeit aufweisen.
Die Arten von Desulfococcus zählen zu den sulfatreduzierenden Bakterien. Sie verwenden Sulfat oder Sulfit als Elektronenakzeptor. Die Art Desulfococcus multivorans kann hierzu auch Thiosulfat nutzen. Die Elektronen werden beispielsweise von verschiedenen Fettsäuren auf die Schwefelverbindungen übertragen und hierdurch letztendlich Energie in Form von ATP gewonnen. Die Schwefelverbindungen werden zu Schwefelwasserstoff (H2S) reduziert. Die Art Desulfococcus multivorans kann hierzu auch Aromate nutzen, hierzu zählen beispielsweise Benzoat, 2-Hydroxybenzoat (Salicylsäure) und Phenylacetat. Diese Verbindungen werden über den anaeroben C1-Weg (Kohlenmonoxid-Dehydrogenase oder oxidativer Wood-Ljungdahl-Weg) vollständig zu Kohlendioxid (CO2) oxidiert. In Abwesenheit eines externen Elektronenakzeptors erfolgt bei Desulfococcus multivorans ein langsames Wachstum durch Fermentation (Gärung) von Lactat oder Pyruvat zu Acetat und Propionat.
Der optimale Temperaturbereich für das Wachstum liegt zwischen 28 und 35 °C. Der optimale pH-Bereich für das Wachstum liegt zwischen 6,7 und 7,6. Wachstum findet in Medien statt, die ein Reduktionsmittel (üblicherweise Sulfid) und Vitamine enthalten.
Es folgt eine Tabelle der zwei Arten mit einigen Merkmalen:
Typische phänotypische Merkmale von Desulfococcus- Arten sind kugelförmige oder zitronenförmige Zellen und die Fähigkeit, mit Benzoat, anderen phenylsubstituierten Fettsäuren oder Aceton als Elektronendonatoren für die Sulfatreduktion zu nutzen und hierbei gutes Wachstum zu zeigen. Diese Eigenschaften reichen jedoch für eine eindeutige taxonomische Zuordnung nicht aus. Mehrere ovale sulfatreduzierende Bakterien können gelegentlich auch kugelförmige Zellen bilden, und die Anzahl der Isolate mit ovalen Zellen, die auf aromatischen Verbindungen wachsen, nimmt zu. Desulfosarcina, das sulfatreduzierende Bakterium mit der größten phänotypischen und phylogenetischen Ähnlichkeit zu Desulfococcus-Arten, nutzt ebenfalls Benzoat und neigt zur Bildung freilebender kugelförmiger Zellen. Im Gegensatz zu Desulfococcus bildet Desulfosarcina jedoch auch Zellaggregate, die besonders in Kolonien auf Agar-Nährmedien bevorzugt auftreten. Eine eindeutige Differenzierung von Desulfococcus von anderen Arten ist nur durch die Analyse von 16S-rRNA und DNA-DNA-Hybridisierung möglich.
Die Arten von Desulfococcus kommen in sauerstofffreien (anoxischen) Schlamm in Süßwasser-, Brackwasser- und im Meer sowie im Schlamm anaerober Kläranlagen vor. D. multivorans kann bei einer NaCl-Konzentration zwischen 1 und 30 g/l wachsen, mit einem Optimum bei 5–10 g/l. Dies ist bemerkenswert, da der Stamm nicht aus einem Brack- oder Meereshabitat, sondern aus einer Klärschlammanlage isoliert wurde.
In der stoffwechselphysiologischen Einteilung der schwefelreduzierenden Bakterien zählt Desulfococcus zu der Gruppe von Bakterien, die eine vollständige Oxidation zu CO2 und H2 durchführen. Der Stoffwechsel läuft über den Acetyl-CoA Weg der CO2-Fixierung des Wood-Ljungdahl-Wegs. Diese Arten können also Acetyl-CoA, welches aus dem Abbau langkettiger Fettsäuren durch β-Oxidation resultiert, vollständig zu CO2 abbauen. Dieser Stoffwechsel läuft beispielsweise bei Desulfobacter, Desulfobacterium und Desulfonema ab.
↑Widdel F (1980) Anaerober Abbau von Fettsäuren und Benzoesäure durch neu Isolierte Arten Sulfat-reduzierender Bakterien, PhD thesis Universität zu Göttingen, Lindhorst/Schaumburg-Lippe Göttingen.
↑Harald Platen, Armi Temmes, Bernhard Schink:Anaerobic degradation of acetone by Desulfococcus biacutus spec. nov. In: Archives of Microbiology. Band154, Nr.4, September 1990, ISSN0302-8933, S.355–361, doi:10.1007/bf00276531.
↑Jan Kuever, Fred A. Rainey, Friedrich Widdel:Desulfococcus Widdel 1981, 382 VP (Effective publication: Widdel 1980, 376). In: Bergey’s Manual® of Systematic Bacteriology. Springer-Verlag, New York, ISBN 0-387-24145-0, S.972–974, doi:10.1007/0-387-29298-5_233.
↑Walter Reineke, Michael Schlömann:Kreisläufe von Schwefel, Eisen und Mangan. In: Umweltmikrobiologie. Springer Berlin Heidelberg, Berlin, Heidelberg 2020, ISBN 978-3-662-59654-8, S.321–343, doi:10.1007/978-3-662-59655-5_8 (springer.com[abgerufen am 28.Juni 2026]).
