Quelltext der Seite Streptomyces

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{{Taxobox
| Taxon_Name       = Streptomyces
| Taxon_WissName   = Streptomyces
| Taxon_Rang       = Gattung
| Taxon_Autor      = [[Selman Abraham Waksman|Waksman]] & [[Arthur Trautwein Henrici|Henrici]] 1943
| Taxon2_WissName  = Streptomycetaceae
| Taxon2_Rang      = Familie
| Taxon3_WissName  = Streptomycineae
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| Taxon5_Rang      = Klasse
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| Bildbeschreibung = ''Streptomyces'' sp.
| Subtaxa_Rang     = Art
| Subtaxa          = *''[[Streptomyces coelicolor|S. coelicolor]]''
* ''[[Streptomyces achromogenes|S. achromogenes]]''
}}

'''''Streptomyces''''' ist eine sehr artenreiche [[Gattung (Biologie)|Gattung]] von [[Actinobacteria]]. Die [[Art (Biologie)|Arten]] dieser Gattung sind [[Gram-Färbung|grampositiv]], [[Aerobie|aerob]], [[Myzel]]-bildend, mehrzellig, bilden Sporen und haben einen hohen [[GC-Gehalt]]. Sie kommen hauptsächlich in [[Boden (Bodenkunde)|Böden]] vor, dort bilden sie Duftstoffe, insbesondere [[Geosmin]], mit dem charakteristischen Geruch der Walderde. Zahlreiche Streptomyces-Arten produzieren [[Antibiotika]], die in der Human- und Tiermedizin eingesetzt werden.

== Merkmale ==
=== Erscheinungsbild ===
Bei den Vertretern der Gattung ''Streptomyces'' handelt es sich um [[Gram-Färbung|grampositive]] Bakterien. Wie bei vielen Vertretern der [[Ordnung (Biologie)|Ordnung]] [[Actinomycetales]] bildet auch ''Streptomyces'' Zellen in Form von Filamenten aus. Diese lang gestreckten und verzweigten Zellen bilden Geflechte, die auch als [[Myzel]] bezeichnet werden. Die Filamente haben einen Durchmesser von 0,5 bis 1,0&nbsp;µm und in der Wachstumsphase oft keine Querwände.<ref name="brock" />

Ähnlich wie bei den [[Pilze]]n kann man auch beim Wachstum von ''Streptomyces'' zwischen zwei Typen unterscheiden: Das [[Substrat (Ökologie)|Substratmyzel]], das sich im flüssigen oder festen [[Nährmedium]] ausbreitet und das in den Gasraum darüber hineinwachsende Luftmyzel. An den Enden der Filamente des Luftmyzels werden bei älteren Kulturen wieder Querwände in den Zellwänden ausgebildet, so dass durch Segmentierung Ketten von mehreren, meist kugelförmigen [[Spore]]n gebildet werden. Diese, als bakterielle [[Exospore]]n anzusehenden Sporen unterscheiden sich somit grundlegend von den [[Endospore]]n, die z.&nbsp;B. von den Bakteriengattungen ''[[Clostridium]]'' und ''[[Bacillus]]'' gebildet werden.<ref name="brock" />

=== Chemotaxonomische Merkmale ===
Als Vertreter der Actinomycetales in der Abteilung [[Actinobacteria]] gehört ''Streptomyces'' zu den Bakterien mit hohem [[GC-Gehalt]], also einem hohen Anteil der [[Nukleinbasen]] [[Guanin]] und [[Cytosin]] in der Bakterien-[[DNA]]. Genetische Untersuchungen haben einen GC-Gehalt von 69 bis 75&nbsp;Mol-Prozent ergeben.<ref name="brock" />
[[Datei:Streptomyces-Myzelgeflecht-frei.tif|mini|Hyphen eines Streptomyces-Stammes, der eine rote, zytotoxische Verbindung synthetisiert]]

Das komplette [[Genom]] von ''[[Streptomyces coelicolor]]'' wurde [[DNA-Sequenzierung|sequenziert]] und 2002 veröffentlicht.<ref name="PMID12000953" /> Auch das Genom von ''Streptomyces avermitilis'' wurde inzwischen sequenziert. Es beinhaltet die meisten [[Gen]]e aller bisher untersuchten Bakterien. Ein anderes, für [[Prokaryoten]] seltenes Merkmal ist, dass das [[Chromosom]] linear anstatt zirkulär ist.<ref name="linear" /> Das Genom der bisher untersuchten Arten ist für Bakterien außergewöhnlich groß, so liegt die Genomgröße des [[Bakterienchromosom]]s bei ''Streptomyces coelicolor'' bei  8668 [[Basenpaar|Kilobasenpaaren]] (kb),<ref name="PMID12000953" /> das ist beinahe das Doppelte der Genomgröße von ''[[Escherichia coli#Merkmale|Escherichia coli]]'' (4600 kb).

=== Wachstum und Stoffwechsel ===
Die Vertreter der Gattung ''Streptomyces''  sind [[Aerobie|aerob]], benötigen also Sauerstoff für ihr Wachstum. Des Weiteren zeichnen sie sich durch einen ausgeprägten [[Sekundärstoffwechsel|sekundären Stoffwechsel]] aus. Sie produzieren eine große Anzahl von [[Antibiotika]], die in der Medizin verwendet werden. Das heute selten genutzte Antibiotikum [[Streptomycin]] ist nach der Gattung ''Streptomyces'' benannt.<ref name="brock" />

== Vorkommen und Bedeutung ==
''Streptomyces'' kommt hauptsächlich in [[Boden (Bodenkunde)|Böden]] vor. Viele Arten bilden Duftstoffe, insbesondere [[Geosmin]], mit dem charakteristischen Geruch der Walderde.<ref name="brock" />

Für die Human- und Tiermedizin bedeutsam sind die vielen ''Streptomyces''-Arten, die Antibiotika herstellen. Daneben produziert ''[[Streptomyces avidinii]]'' das [[Biotin]]-bindende [[Protein]] [[Streptavidin]].<ref name="PMID7632734" /> Aus ''[[Streptomyces venezuelae]]'' wurden ähnliche Verbindungen isoliert, die als Streptavidin v1 und v2 bezeichnet werden. Im Vergleich zur [[Aminosäuresequenz]] des Proteins Streptavidin sind eine bzw. neun [[Aminosäuren]] verändert.<ref name="PMID7632734" /> Als Nebenprodukt der Streptomycin-Gewinnung aus ''Streptomyces griseus'' können [[Cobalamine]] gewonnen werden und somit zur Produktion von Vitamin B12 eingesetzt werden.<ref name="cobalamin" /> Auch ''[[Streptomyces halstedii|S. halstedii]]'' kann zur Produktion von Vitamin B12 genutzt werden.<ref name="Vitamin B12" />

[[Datei:Aardappelschurft (Streptomyces scabies on potato).jpg|mini|Durch ''[[Streptomyces scabiei]]'' verursachter [[Kartoffelschorf]]]]
''Streptomyces'' tritt selten als Krankheitserreger auf, beim Menschen sind ''[[Streptomyces somaliensis]]'' und „''Streptomyces sudanensis''“ relevant.<ref name="DOI10.1007/s10482-007-9205-z" /> Bei Pflanzen verursachen ''Streptomyces caviscabies'' und ''[[Streptomyces scabiei]]'' (zuvor fälschlicherweise als ''Streptomyces scabies'' bezeichnet)<ref name="lpsn3" /> den [[Kartoffelschorf]].<ref name="DOI10.1099/00207713-39-4-387" /> Die [[#Veränderte Systematik|Systematik mancher dieser Arten]] ist umstritten.

== Systematik ==
Die Gattung Streptomyces ist sehr artenreich. Zurzeit (Stand 2013) sind mehr als 600 Arten und [[Unterart]]en (Subspezies) bekannt.<ref name="dsmz_list" /> In der für die [[Systematik der Bakterien]] als Referenz geführten Bakteriendatenbank sind die Arten über drei Dateien aufgeteilt.<ref name="lpsn1" /><ref name="lpsn2" /><ref name="lpsn3" /> ''[[Streptomyces albus]]'' ist die [[Typusart]] der Gattung.<ref name="lpsn1" />

=== Antibiotikaproduzenten ===
Hier einige Beispiele für Arten, die als Antibiotikaproduzenten von Bedeutung sind:

* ''[[Streptomyces achromogenes]]'' produziert [[Streptozotozin]]
* ''[[Streptomyces ambofaciens]]'' produziert [[Spiramycin]]
* ''[[Streptomyces aureofaciens]]'' produziert [[Tetracyclin]] und [[Chlortetracyclin]]<ref name="brock" />
* ''[[Streptomyces avermitilis]]'' produziert [[Avermectine]]
* ''[[Streptomyces capreolus]]'' produziert [[Capreomycin]]
* ''[[Streptomyces carcinostaticus]]'' produziert [[Neocarzinostatin]]
* ''[[Streptomyces cervinus]]'' produziert [[Cervinomycin]]<ref name="nagakawa" />
* ''[[Streptomyces clavuligerus]]'' produziert [[Clavulansäure]]<ref name="PMID879738" />, Cephalosporin C und weitere [[Cephalosporine]]<ref name="DOI10.1099/00207713-21-4-326" /> sowie [[Penicilline]]<ref name="brock" />, wie [[Benzylpenicillin|Penicillin G]] oder Penicillin N<ref name="DOI10.1099/00207713-21-4-326" />
* ''[[Streptomyces coeruleorubidus]]'' produziert [[Daunorubicin]]
* ''[[Streptomyces davawensis]]'' produziert [[Roseoflavin]]
* ''[[Streptomyces fradiae]]'' produziert [[Neomycin]],<ref name="brock" /> [[Tylosin]]
* ''[[Streptomyces griseus]]'' (neben anderen) produziert [[Streptomycin]]<ref name="brock" />
* ''[[Streptomyces hygroscopicus]]'' produziert [[Hygromycin B]]
* ''[[Streptomyces lavendulae]]'' produziert [[Fosmidomycin]], [[Lavendamycin]] und [[Mitomycin C]]<ref>{{RömppOnline|Name=Mitomycine|Abruf=2011-04-26|ID=RD-13-02668}}</ref><ref>{{RömppOnline|Name=Lavendamycin|Abruf=2011-04-26|ID=RD-12-00543}}</ref>
* ''[[Streptomyces lincolnensis]]'' produziert [[Clindamycin]]<ref name="brock" />
* ''[[Streptomyces natalensis]]'' produziert [[Natamycin]]
* ''[[Streptomyces nodosus]]'' produziert [[Amphotericin B]]<ref name="brock" />
* ''[[Streptomyces noursei]]'' produziert [[Nystatin]]<ref name="brock" />
* ''[[Streptomyces olivaceus]]'' produziert [[Granaticin]]
* ''[[Streptomyces peuceticus]]'' produziert [[Daunorubicin]]
* ''[[Streptomyces platensis]]'' produziert [[Platensimycin]]
* ''[[Streptomyces rimosus]]'' produziert [[Paromomycin]]
* ''[[Streptomyces spectabilis]]'' produziert [[Spectinomycin]]<ref name="lpsn3" />
* ''[[Streptomyces toxytricini]]'' produziert [[Lipstatin]]
* ''[[Streptomyces venezuelae]]'' produziert [[Chloramphenicol]]<ref name="brock" /><ref name="Sekurova2022"/>
* ''[[Streptomyces violaceoniger]]'' produziert [[Lysolipin]]<ref name="springer" />
* ''[[Streptomyces violaceoruber]]'' produziert [[Granaticin]]

=== Veränderte Systematik ===
Die Abgrenzung der zahlreichen ''Streptomyces''-Arten zueinander ist durchaus umstritten. So ergaben Untersuchungen von 2005, dass die am Kartoffelschorf beteiligte Art ''Streptomyces caviscabies''  {{Person|Goyer}} et al. 1996 mit der bereits bekannten Art ''Streptomyces griseus'' ({{Person|Krainsky}} 1914) {{Person|Waksman & Henrici}} 1948 übereinstimmt und folglich umbenannt werden muss. Dies wurde 2008 durch Untersuchungen von Guo ''[[et&nbsp;al.]]'' widerlegt. Untersuchungen von 2010 ergaben, dass sie stattdessen mit der bereits bekannten Art ''Streptomyces fimicarius'' <small>({{Person|Duché}} 1934) {{Person|Waksman & Henrici}} 1948 </small>identisch ist.<ref name="lpsn1" /> Diese Art wurde dann 2012 von Kim ''et&nbsp;al.'' als [[Synonym (Taxonomie)|Synonym]] von ''Streptomyces setonii'' identifiziert,<ref name="lpsn3" /> so dass es sich nun nach aktueller Systematik um ''[[Streptomyces setonii]]'' <small>({{Person|Millard & Burr}} 1926) {{Person|Waksman}} 1953 emend. {{Person|Kim}} ''et&nbsp;al.'' 2012</small> handelt.<ref name="dsmz_list" />

Durch [[Molekularbiologie|molekularbiologische]] Untersuchungen wird überprüft, ob die Vielzahl der Arten Bestand hat, oder ob nicht einzelne Arten so nahe miteinander verwandt sind, dass sie zu einer Art – gegebenenfalls mit Unterarten – zusammengefasst werden sollten. Die dabei in einer Untersuchung von 2010 verwendeten Methoden umfassen die [[Hybridisierung (Molekularbiologie)|DNA–DNA-Hybridisierung]] und die Multi-[[Genlocus|Locus]] [[DNA-Sequenzanalyse|Sequenzanalyse]] (MLSA). Die Hybridisierungstechnik dient zum Nachweis der strukturellen Verwandtschaft von [[Nukleinsäuren]] und somit zur Aufklärung der [[phylogenetisch]]en Verwandtschaft. Bei der MLSA beschränkt sich die Untersuchung auf bestimmte [[Gen]]e, die besonders typisch für eine Art oder Gattung sind. Die Sequenzanalyse von 2010 beschränkte sich auf den Nachweis von fünf [[Haushaltsgen]]en (englisch ''housekeeping genes'', nicht-regulierte Gene, welche unabhängig von Zelltyp, Zellstadium und äußeren Einflüssen [[Genexpression|exprimiert]] werden). Als Ergebnis der Untersuchung wurde vorgeschlagen, die der Untersuchung zugrundeliegenden 29 Arten und drei Unterarten zu lediglich elf Arten zu kombinieren.<ref name="PMID19656940" />

Die humanmedizinisch bedeutsame Art „''[[Streptomyces sudanensis]]''“ <small>{{Person|Quintana}} ''et&nbsp;al.'' 2008</small> bzw. <small>{{Person|Stach}} ''et&nbsp;al.'' 2003</small> ist nach den Regeln des [[International Code of Nomenclature of Bacteria|internationalen Code der Nomenklatur von Bakterien]] (ICNB) noch nicht gültig publiziert und wird daher in Anführungszeichen gesetzt. Die untersuchten [[Stamm (Systematik)#Bakterienstämme|Bakterienstämme]] sind eng mit ''[[Streptomyces somaliensis]]'' <small>{{Person|(Brumpt 1906) Waksman & Henrici}} 1948</small>verwandt.<ref name="DOI10.1007/s10482-007-9205-z" />

== Siehe auch ==
* [[Mikrobe des Jahres|Mikrobe des Jahres 2016]]

== Weblinks ==
{{Commonscat}}
* [https://scitechdaily.com/just-a-few-common-bacterial-groups-gobble-up-the-majority-of-carbon-in-soil/ Just a Few Common Bacterial Groups Gobble Up the Majority of Carbon in Soil], auf: SciTechDaily vom 11. September 2021, Quelle: Lawrence Livermore National Laboratory; sowie [https://scitechdaily.com/just-a-few-common-bacteria-gobble-up-most-of-the-carbon-in-soil/ Just a Few Common Bacteria Gobble Up Most of the Carbon in Soil], ebenda vom 23. Januar 2022, Quelle: U.S. Department of Energy.

== Quellen ==
=== Literatur ===
* {{Literatur
   |Hrsg=Martin Dworkin, [[Stanley Falkow]], Eugene Rosenberg, [[Karl-Heinz Schleifer]], [[Erko Stackebrandt]]
   |Titel=The Prokaryotes. A Handbook on the Biology of Bacteria
   |Band=Band 3: ''Archaea. Bacteria: Firmicutes, Actinomycetes''
   |Auflage=3.
   |Verlag=Springer-Verlag
   |Ort=New York
   |Datum=2006
   |ISBN=0-387-30743-5
   |Seiten=
   |DOI=10.1007/0-387-30743-5}}

=== Einzelnachweise ===
<references>
<ref name="Sekurova2022">
Olga N. Sekurova, Martin Zehl, Michael Predl, Peter Hunyadi, Thomas Rattei, Sergey B. Zotchev: ''Targeted Metabolomics and High-Throughput RNA Sequencing-Based Transcriptomics Reveal Massive Changes in the ''Streptomyces venezuelae'' NRRL B-65442 Metabolism Caused by Ethanol Shock''. In: ''ASM Journals'': ''Microbiology Spectrum'', Band 10, Nr.&nbsp;6, 31. Oktober 2022; [[doi:10.1128/spectrum.03672-22]]. Dazu:
* [https://science.orf.at/stories/3218776/ Mikrobiologie: „Alkoholisierte“ Bakterien erzeugen mehr Antibiotika]. Auf: orf.at vom 17. April 2023.
</ref>
<ref name="brock">
Michael T. Madigan, John M. Martinko, Jack Parker: ''Brock Mikrobiologie.'' Deutsche Übersetzung herausgegeben von Werner Goebel, 1. Auflage. Spektrum Akademischer Verlag GmbH, Heidelberg/Berlin 2000, ISBN 978-3-8274-0566-1, S. 440–441, 577–582.
</ref>
<ref name="cobalamin">
H. Hager, F. v. Bruchhausen, R. Batty, G. Wurm: ''Hagers Handbuch der pharmazeutischen Praxis.'' 5. Auflage, Folgeband 1 ''Waren und Dienste'', Springer, 1995, ISBN 978-3-540-58958-7, S. 37.
</ref>
<ref name="DOI10.1099/00207713-21-4-326">
C. E. Higgens, R. E. Kastner: ''Streptomyces clavuligerus sp. nov., a β-Lactam Antibiotic Producer.'' In: ''International Journal of Systematic and Evolutionary Bacteriology.'' Band 21, Nummer 4, Oktober 1971, S.&nbsp;326–331, [[doi:10.1099/00207713-21-4-326]].
</ref>
<ref name="DOI10.1099/00207713-39-4-387">
D. H. Lambert, R. Loria: ''Streptomyces scabies sp. nov., nom. rev.'' In: ''International Journal of Systematic Bacteriology.'' Band 39, Nummer 4, Oktober 1989, S.&nbsp;387–392, {{ISSN|0020-7713}}. [[doi:10.1099/00207713-39-4-387]].
</ref>
<ref name="DOI10.1007/s10482-007-9205-z">
E. T. Quintana, K. Wierzbicka u.&nbsp;a.: ''Streptomyces sudanensis sp. nov., a new pathogen isolated from patients with actinomycetoma'' In: ''Antonie van Leeuwenhoek.'' Band 93, Nummer 3, März 2008, S.&nbsp;305–313, {{ISSN|0003-6072}}. [[doi:10.1007/s10482-007-9205-z]]
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<ref name="dsmz_list">{{Internetquelle
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<ref name="linear">J. Altenbuchner, M. Redenbach: {{Webarchiv|url=http://biospektrum.de/blatt/d_bs_pdf%26_id%3D932904 |wayback=20170417084014 |text=''Warum haben einige Bakterien lineare Chromosomen und Plasmide?'' |archiv-bot=2024-05-18 08:09:04 InternetArchiveBot }} (PDF) BIOspektrum 2/2002, S. 158–163.</ref>
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<ref name="nagakawa">
A. Nagakawa, S. Omura: ''Structure of Cervinomycine, a novel Xantone Antibiotic against Anaerobe and Mycoplasma.'' In: ''[[Journal of Antibiotics]].'' S. 301–308, Band XL, Nr. 3, 30. August 1986, [[doi:10.7164/antibiotics.40.301]].
</ref>
<ref name="PMID879738">
C. Reading, M. Cole: ''Clavulanic acid: a beta-lactamase-inhiting beta-lactam from Streptomyces clavuligerus.'' In: ''Antimicrobial agents and chemotherapy.'' Band 11, Nummer 5, Mai 1977, S.&nbsp;852–857, PMID 879738, {{PMC|352086}}.
</ref>
<ref name="PMID7632734">
E. A. Bayer, T. Kulik, R. Adar, M. Wilchek: ''Close similarity among streptavidin-like, biotin-binding proteins from Streptomyces.'' In: ''[[Biochimica et Biophysica Acta]].'' Band 1263, Nr. 1, Juli 1995, S.&nbsp;60–66, {{ISSN|0006-3002}}. PMID 7632734.
</ref>
<ref name="PMID12000953">
S. D. Bentley, K. F. Chater u.&nbsp;a.: ''Complete genome sequence of the model actinomycete Streptomyces coelicolor A3(2).'' In: ''[[Nature]].'' Band 417, Nr. 6885, Mai 2002, S.&nbsp;141–147, {{ISSN|0028-0836}}. [[doi:10.1038/417141a]]. PMID 12000953.
</ref>
<ref name="PMID19656940">
X. Rong, Y. Huang: ''Taxonomic evaluation of the Streptomyces griseus clade using multilocus sequence analysis and DNA-DNA hybridization, with proposal to combine 29 species and three subspecies as 11 genomic species.'' In: ''International journal of systematic and evolutionary microbiology.'' Band 60, Nr. 3, März 2010, S.&nbsp;696–703, {{ISSN|1466-5026}}. [[doi:10.1099/ijs.0.012419-0]]. PMID 19656940.
</ref>
<ref name="springer">
H. Drautz, W. Keller-Schierlein, H. Zähner: [https://link.springer.com/article/10.1007%2FBF00446521 ''Stoffwechselprodukte von Mikroorganismen.''] In: ''Archives of Microbiology.'' S. 175–190, Band 106, Nr. 3 / Januar 1975.</ref>
<ref name="Vitamin B12">
{{Literatur |Autor=M. Camil Rex, B. Akshaya, Lokesh Ravi, Kannabiran Krishnan |Titel=Production of Vitamin B12 from Streptomyces Species |Sammelwerk=Methods in Actinobacteriology |Verlag=Springer US |Ort=New York, NY |Datum=2022 |ISBN=978-1-0716-1727-4 |DOI=10.1007/978-1-0716-1728-1_97 |Seiten=661–666 |Online=https://link.springer.com/protocol/10.1007/978-1-0716-1728-1_97 |Abruf=2025-05-14}}</ref>

</references>

[[Kategorie:Streptomycineae (Unterordnung)]]
[[Kategorie:Streptomycineae]]