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Lexikon der Biologie: schwefelfreie Purpurbakterien

schwefelfreie Purpurbakterien, anaerobe oder fakultativ anaerobe, anoxygene phototrophe Bakterien, die unterschiedlichen Ordnungen der Proteobacteria zugeordnet werden (phototrophe Bakterien [Tab.]). Früher wurden alle Arten in die Familie Rhodospirillaceae (oder Athiorhodaceae) eingeordnet. Im phototrophen Stoffwechsel (Phototrophie) nutzen sie in der Regel verschiedene organische Substrate als Wasserstoffdonor zur Bildung von Reduktionsäquivalenten (Photosyntheseapparat und anoxygene Photosynthese: phototrophe Bakterien). Von H2S (Schwefelwasserstoff) werden die meisten schwefelfreien Purpurbakterien gehemmt. Einige Arten tolerieren H2S; manche können als Wasserstoffdonor im phototrophen Stoffwechsel auch H2S oder S2O32– nutzen, die dabei zu Sulfat oxidiert werden, ohne daß Schwefel als Zwischenprodukt in den Zellen angehäuft wird. Die meisten Arten können photoautotroph mit H2 als Elektronendonor und CO2 als Kohlenstoffquelle wachsen. CO2 wird dabei im Ribulosediphosphatweg assimiliert. Sie benötigen fast immer einen oder mehrere Wuchsstoffe (z.B. Biotin, Niacin, Thiamin). Viele Arten führen fakultativ unter aeroben (Dunkel-)Bedingungen einen Atmungsstoffwechsel aus, in dem organische Substrate mit Sauerstoff oxidiert werden. Der Photosyntheseapparat wird unter diesen Bedingungen nicht ausgebildet. Einige können auch in sauerstofffreier Umgebung im Dunkeln einige organische Stoffe vergären. In der Natur kommen schwefelfreie Purpurbakterien regelmäßig im Süßwasser, Brackwasser und im Meer vor, auch in feuchten Böden und Reisfeldern. Rötliche oder grünliche Wasserblüten werden im Gegensatz zu den Schwefelpurpurbakterien sehr selten gebildet. Schwefelfreie Purpurbakterien können anaerob im Licht bei Mangel an gebundenem Stickstoff molekularen Stickstoff (N2) fixieren. Bei Mangel an gebundenem und molekularem Stickstoff entwickeln sie über das Enzymsystem der Nitrogenase aus organischen Substraten (z.B. Lactat) große Mengen an molekularem Wasserstoff, der möglicherweise als alternative Energiequelle von Bedeutung sein könnte. Schwefelfreie Purpurbakterien weisen vielfältige Zellformen auf, z.B. gerade und gekrümmte Stäbchen, Spirillen und ringförmige Zellen, ungleichmäßige knospende Formen oder Kokken. Früher wurden die meisten schwefelfreien Purpurbakterien 2 Gattungen zugeordnet, die stäbchenförmigen der Gattung Rhodopseudomonas und die spirillenartigen der Gattung Rhodospirillum (Rhodospirillaceae). Molekulargenetische Untersuchungen ergaben, daß die bisher isolierten schwefelfreien Purpurbakterien 2 Abstammungslinien angehören (α- und β-Unterklasse der Proteobacteria). Aufgrund dieser und weiterer Merkmale erfolgte auch eine Einordnung in verschiedenen Ordnungen bzw. Familien, so daß eine teilweise Umbenennung der Gattungen notwendig wurde ( vgl. Tab. ).

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