Desulfofaba ist eine Gattung von Bakterien. Die Art Desulfofaba gelida ist psychrophil ("kälteliebende"), sie zeigt Wachstum bei Temperaturen zwischen 1,8 und 10 °C. Bei Temperaturen über 10 °C findet kein Wachstum mehr statt. Die Arten zählen zu den dissimilatorischen sulfatreduzierenden Mikroorganismen, sie führen die Desulfurikation (Sulfatatmung) durch. Dabei werden Schwefelverbindungen, wie beispielsweise Sulfat (Anion der Schwefelsäure), zu Sulfid bzw. Schwefelwasserstoffreduziert. 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 je nach Art verschiedenen Verbindungen genutzt werden, wie beispielsweise Alkohole und Fettsäuren.
Merkmale
Die Zellen sind stäbchenförmig oder gekrümmte Stäbchen, im Durchschnitt mit einer Größe von 2,0–3,1 × 3,0–6,2 µm (je nach Art unterschiedlich). Sie kommen einzeln oder paarweise vor. Sporenbildung wurde nicht beobachtet. Die Gram-Färbung fällt negativ aus, die Zelle ist also von zwei Membranen mit dazwischen liegender, dünnen Mureinschicht umgeben. Die Beweglichkeit der Zellen von Desulfofaba gelida ist nur in älteren Kulturen zu beobachten. Die Zellen von D. hansenii enthalten kugelförmige Einschlüsse von 0,1–0,2 µm, die Polyhydroxyalkanoaten ähneln.
Sulfat und Sulfit dienen als terminale Elektronenakzeptoren und werden durch die Desulfurikation zu Schwefelwasserstoff (H2S) reduziert. Die Desulfurikation wird auch als Sulfatatmung oder dissimilatorische Sulfatreduktion bezeichnet. Schwefelverbindungen wie Sulfat oder Sulfit werden hier zu H2S umgewandelt: Die Elektronen werden vom Substrat, beispielsweise von Fettsäuren, auf die Schwefelverbindung übertragen. Desulfofaba gelida und Desulfofaba fastidiosa können beide Sulfat, Thiosulfat und Sulfit nutzen, D. gelida kann hierbei noch Thiosulfat nutzen. Die Art Desulfofaba hansenii kann nur Sulfat und Thiosulfat verwenden.
Thiosulafat
Desulfofaba hansenii kann in Gegenwart von Acetat (das Anion der Essigsäure) chemolithoheterotroph mit Wasserstoff (H2) und Kohlendioxid (CO2) wachsen.
Es folgt eine Tabelle mit einigen Merkmalen der Arten:
Eigenschaften
Desulfofaba gelida
Desulfofaba hansenii
Desulfofaba fastidiosa
Morphologie
Stäbchen
Gebogenes Stäbchen
Gebogenes Stäbchen
Zellgröße in µm
3,1 × 5,0–6,2
2,0–3,0 × 3,0–6,0
0,8–1,0 × 3,0–3,8
Motilität
− (Motilität kann in älteren Kulturen vorkommen)
+
+
DNA-G+C-Gehalt (mol%)
52,5 (LC)
53,4, 53,0 (Genom)
48,8 (LC)
Hauptmenachinon
MK-8
Nr
Nr
Optimaler pH-Wert
7.1–7.6
7.2–7.4
6,8–7,1
Optimale Temperatur (°C) (Bereich)
7 (1,8–10)
20 (8–30)
28 (5–33)
Optimale NaCl-Konzentration (g/l)
14–25
13
10–16
Wachstumsfaktorbedarf
−
Nr
Nr
Oxidation des Substrats
Unvollständig
Unvollständig
Unvollständig
Verbindungen, die als Elektronendonatoren und Kohlenstoffquellen verwendet werden
H2 / CO2
−
+a
−
Formiat
+a
Nr
Nr
Acetat
−
−
−
Fettsäuren
Fettsäuren mit drei und mit vier C-Atomen (C3 und C4)
Symbole: −, negativ; Nr, nicht angegeben; LC, „liquid chromatography“ (Flüssigchromatographie).
a Nur in Gegenwart von Acetat.
Genetik
Das Genom des Typstamms von Desulfofaba hansenii, Stamm P1, ist über 6.7 Mbp lang und kodiert für 5.348 Proteine und 126 stabile RNA-Gene. Einzelne Kopien der dissimilatorischen Adenylylsulfat-Reduktase (aprBA) sind an den membrangebundenen Qmo-Komplex (qmoABC) gekoppelt. Das Enzym AprBA ist an der Bildung von Sulfit aus Sulfat beteiligt, der Qmo-Komplex ist ein Membran-Elektronentransportkomplex, der Elektronen zur Adenylylsulfat-Reduktase (AprBA) weiterleitet. Es sind jeweils einzelne Kopien der Gene für die dissimilatorische Sulfit-Reduktase vorhanden. Diese Reduktase dient der Bildung von Sulfid aus Sulfit.
Ökologie
Der Typstamm von Desulfofaba gelida, Stamm PSv29, wurde mit Propionat als Elektronendonator und Kohlenstoffquelle aus einer anoxischen marinen Sedimentprobe aus Hornsund in Spitzbergen isoliert. Der Typstamm von Desulfofaba fastidiosa, Stamm P2, wurde mit Propionat als einzigem Elektronendonator und Kohlenstoffquelle aus der Sulfat-Methan-Übergangszone eines marinen Sediments an der Ostküste Jütlands isoliert. Aus den Wurzeln des Seegrases Zostera marina wurde der Stamm P1, der Typstamm von Desulfofaba hansenii, unter Verwendung von Propionat als einzigem Elektronendonator und Kohlenstoffquelle isoliert.
Mitglieder der Gattung Desulfofaba sind in anoxischen Brack- und Meeressedimenten häufig anzutreffen, insbesondere in permanent kalten Gebieten. Desulfofabagelida wächst bei 1,8 bis 10 °C, sie ist obligat psychrophil, während die anderen zwei Arten, D.fastidiosa und D. hansenii noch bei 33 bzw. 30 Grad Wachstum zeigen, aber auch noch bei relativ niedrigen Temperaturen (D.fastidiosa: 5 Grad, D. gelida: 8 Grad) wachsen. Sulfatreduzierende Bakterien sind für bis zu 50% der Remineralisierung von organischem Kohlenstoff in marinen Böden verantwortlich und spielen somit eine wichtige Rolle im marinen Ökosystem. Das erste beschriebene Bakterium, welches die Sulfatreduktion durchführt und auch niedrige Temperaturen toleriert, ist Desulforhopalus vacuolatus. Es wurde im Jahr 1996 beschrieben und zeigt noch bei 0 °C Wachstum. Die Sulfatreduktion bei niedrigen Temperaturen ist neben Desulfofaba noch bei Bakterien wie beispielsweise Desulfofrigus, Desulfotalea und Desulfovibrio anzutreffen.
Die Gattung Desulfofaba wurde im Jahr 1999 von Christian Knoblauch zuerst beschrieben. Sie zählt zu der FamilieDesulfobacteraceae. Hier sind viele sulfatreduzierende Bakterien vorhanden. Im August 2026 waren drei Arten von Desulfofaba beschrieben:
Die Art Desulfofaba hansenii wurde zuerst als Desulfomusa hansenii beschrieben und später aufgrund phylogenetischer Untersuchungen zu der Gattung Desulfofaba gestellt.
Die Arten der Gattung Desulfofaba bilden keine klar abgegrenzte Gruppe. Die Gensequenzidentität des 16S-rRNA-Gens beträgt zwischen Desulfofaba gelida und Desulfofaba hansenii bei 93,6% und bei Desulfofaba fastidiosa 91,9%, während die Identität zwischen Desulfofaba hansenii und Desulfofaba fastidiosa bei 91,0% liegt. Daher wäre es gerechtfertigt, für die beiden letztgenannten Arten jeweils eine neue Gattung zu etablieren.
Der Name Desulfofaba bedeutet soviel wie "eine sulfatreduzierende Bohne" und bezieht sich auf den Stoffwechsel und das Aussehen der einzelnen Zellen.
↑K Finster, T R Thomsen, N B Ramsing:Desulfomusa hansenii gen. nov., sp. nov., a novel marine propionate-degrading, sulfate-reducing bacterium isolated from Zostera marina roots. In: International Journal of Systematic and Evolutionary Microbiology. Band51, Nr.6, 1.November 2001, ISSN1466-5026, S.2055–2061, doi:10.1099/00207713-51-6-2055.
12Lone Abildgaard, Niels Birger Ramsing, Kai Finster:Characterization of the marine propionate-degrading, sulfate-reducing bacterium Desulfofaba fastidiosa sp. nov. and reclassification of Desulfomusa hansenii as Desulfofaba hansenii comb. nov. In: International Journal of Systematic and Evolutionary Microbiology. Band54, Nr.2, 1.März 2004, ISSN1466-5026, S.393–399, doi:10.1099/ijs.0.02820-0.
↑M. F. Isaksen, Andreas Teske:Desulforhopalus vacuolatus gen. nov., sp. nov., a new moderately psychrophilic sulfate-reducing bacterium with gas vacuoles isolated from a temperate estuary. In: Archives of Microbiology. Band166, Nr.3, 13.September 1996, ISSN0302-8933, S.160–168, doi:10.1007/s002030050371.
↑Sergiu Fendrihan, Teodor Gh Negoiţă:Psychrophilic Microorganisms as Important Source for Biotechnological Processes. In: Adaption of Microbial Life to Environmental Extremes. Springer International Publishing, Cham 2017, ISBN 978-3-319-48325-2, S.147–199, doi:10.1007/978-3-319-48327-6_7 (springer.com[abgerufen am 14.August 2026]).
