VL 10 Archaea 2 Flashcards
Hyperthermophile Archaea
Vorkommen: wässrige terrestrische oder submarine Standorte
-optimales Wachstum bei >80°C (bis 115°C)
Ort: aktiver Vulkanismus oder geothermal erhitzte Gesteine
Hyperthermophile Archaea (Zellanhänge)
nutzen Filamente für Stabilität,
Pyrodictiom abyssi: bildet ein sogenanntes
„Feuernetz“ aus, welches ein Temp opt bei 105°C hat.
Die Zellen sitzen dabei im Netzwerk.
Pyrococcus + Methanothermus (100°C) haften mit Pili und Kabeln an Oberflächen
Hami:
Archaellum
ist ein archeales Fagellum
ähnlicher Aufbau wie Typ IV-Pilus (auch ATP)
dreht sich aber wie Fagellum aber ohne Depolymerisierung
Hami
- 2 – 3 μm lang 100 pro Zelle -Stacheldraht-artige Bereiche
- Am Ende sitzen „Angelhaken“
- Adhäsion an Oberflächen Zellaggregate gebildet
Methanogene Archaea
CH4-Bildner
Bilden in anaeroben Milieu Methan
zB.: Reissümpfe, Pansen
Methanogene Archaea MO’s
Methanococcus Methanosarcina Methanothermobacter Methanothermus Methanospirillum
Methanogene Archaea (Stoffwechsel)
Gährende Bakterien produzieren Acetat, CO2 und H2
dies wird dann von Methanogene Archaea zu CH4 und CO2
CO2 +4H2 –> CH4 +2H2O G°‘=-131kJ/mol Hydrogenotroph
in Pansen von Methanosarcina:
CH3OH + H2 –> CH4 + CO2 G°‘ = -106 kJ/mol
CH3COOH + H2O –> CH4 + HCO3- DG°‘ = -36 kJ/mol
Zellhüllen der Methanogenen
Pseudomurein hat Methanosphaera
Protein-Scheiden hat Methanospirillum
Glykoprotein (S-Layer) hat Thermoproteus,
Desulfurococcus, Halobacterium, Sulfolobus
Pseudomurein
Grundgerüst ist ein Dimer aus NAG und NAT
(N-Acetyl-Talosaminuronsäure)
Bindung ist eine ß(1,3) statt ß(1,4)
AS-Sequenz ist strikt aus L-(Glu/Ala/Lys/Glu) und ist am C’ 5 und nicht am C’3.
Haloarchaea
sind Archaea, die auch Halobacteriales genannt werden
benötigen Hypersaline Lebensräume von min 1,5M bis 5,2M
sind extrem Strahlungsresistent (10.000 Gray)
überleben in Salz eingeschlossen
Halophile Archaea
Halobacterium Haloferax Haloarcula Haloquadratum Natronobacterium (haloalkaliphil)
Haloarchaea (Anpassungstrategien)
Anpassungsstrategien:
Salt-in: Haloarchea (innen gleiche Konzentration an K+/Cl- wie außen Na+/Cl-)
Compartible Solutes: Halotolerante Bakterien (Einlagerung von Saccharose, Glycerin, Trehalose)
Außerdem muss die Konzentration von Magnesium-Ionen sehr gering sein, da diese Ionen sehr hygroskopisch.
Haloarchaea (Anpassung)
Proteine reduziert in Hydrophobizität
- hydrophobe Aminosäuren durch hydrophile ersetzt
- mehr saure Amiosäuren (D, E); durchschnittlicher pI: 4,9
- negative Ladungen koordinieren Netzwerk an hydratisierten Kationen
- Proteine bleiben in Lösung
Halobacterium salinarum
Mikrobe des Jahres 2017
- Benötigt 20-30% (w/v) NaCl
- C-Quelle: Proteine, Aminosäuren
- Bewegung mit Archaellen
- Flotiert durch Gasvesikel
-Energie: Atmungskette , Arginin-Fermentation und Bakteriorhodopsin (BR)
Bakteriorhodopsin
ein Photosyntetischer-Energielieferant, der anaerob einen H+-Gradienten aufbaut und so ATP generiert.
H+ wird mit BR-Protein aus der Zelle geschafft, eine ATP-Synthase lässt die H+ wieder in die Zelle und synthetisiert dabei ATP
Retinalproteine
sind Licht getriebene Ionen-Pumpen oder Sensoren.
- Bakteriorhodopsin (BR) pumpt H+ raus
- Halorhodopsin (HR) lässt Cl- rein
- Sensorrhodopsine (SR) liefert Energie für Flagellum
Gasvesikel
eine Hülle, die nur aus Proteinen besteht wird von MO’s zum schwimmen/floating genutzt.
Größe: 250-1000nm
Gasdurchlässig, aber innere Oberfläche stark hydrophob
Haloquadratum walsbyi
lebt am absolutem Limit
- NaCl-Konz. in der Sättigung
- MgCl2-Konz. subletal (bis 1 M; bitter!)
- Toleriert extrem geringe Wasseraktivitäten
Haloquadratum walsbyi (Anpassung)
- S-Layer statt normaler Membran
- Polyglutamat-Kapsel zur Wasseranreicherung
- zusätzliches Oberflächenprotein: Halomucin
Aufgrund von Phosphatarmut (kaum löslich) werden keine Phospholipide sondern Sulfolipide verwendet.
Es werden statt Phosphate Phosphonate aufgenommen.
Thaumarchaeota (MO’s)
Cenarchaeum symbiosum (Symbiont Schwamm) Nitrosopumilus maritimus (Aquarium, Seattle) Nitrososphaera viennensis (Garten in Wien)
Lokiarchaeota
sind eine systematische Gruppe von Mikroorganismen die den Archaeen zugeordnet wird. Begründet auf molekulargenetischen Daten.
Obgleich die Lokiarchaeen Prokaryoten sind, finden sich in ihnen einige Gene, welche bislang nur bei Tieren, Pflanzen, Pilzen und anderen Eukaryoten gefunden wurden, sogenannte eukaryotische Signaturgene.
Die Lokiarchaeen werden daher auch als eine Art Missing Link zwischen Archaeen und Eukaryoten diskutiert.
