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{{Taxobox
| Taxon_WissName = Methylophilaceae
| Taxon_Rang = Familie
| Taxon_Autor = [[George M. Garrity|Garrity]] ''et al.'' 2006
| Taxon2_WissName = Methylophilales
| Taxon2_LinkName = nein
| Taxon2_Rang = Ordnung
| Taxon3_WissName = Betaproteobacteria
| Taxon3_Rang = Klasse
| Taxon4_WissName = Proteobacteria
| Taxon4_Rang = Abteilung
| Taxon5_Name = Bakterien
| Taxon5_WissName = Bacteria
| Taxon5_Rang = Domäne
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| Bildbeschreibung =
}}

Die '''Methylophilaceae''' bilden eine Familie innerhalb der [[Proteobacteria]] und sind die einzige Familie der Ordnung '''Methylophilales'''.

Sie zählen zu den [[methylotrophe]]n Bakterien, was bedeutet, dass sie in der Lage sind, Moleküle, die keine direkten Kohlenstoff-Kohlenstoff-Bindungen enthalten, als einzige Energiequelle für das Wachstum und den Energiegewinn zu nutzen, indem sie diese Verbindungen oxidieren. Beispiele für solche Verbindungen sind [[Ameisensäure]], [[Formaldehyd]], [[Methanol]], [[Methylamin]] und [[Dimethylamin]].

== Merkmale ==
Methylophilaceae können nicht ohne Sauerstoff leben, sind also obligat [[Aerobie|aerobe]] Bakterien. Überdauerungsformen wie [[Sporen]] oder Kapseln werden von ihnen nicht gebildet. Sie sind [[Gram-Färbung|Gram-negative]] Bakterien, der auf der Cytoplasmamembran liegenden, dünnen [[Murein]]hülle der Zellwand ist eine zweite Lipid-Membran aufgelagert. Einige Arten, wie ''Methylophilus methylotrophus'' sind durch eine polare Geißel beweglich (motil), andere besitzen keine Geißeln (z. B. ''Methylophilus leisingeri''). Die Zellen sind meist stäbchenförmig.

Die Methylophylaceae sind in Süßwasser, Boden und Schlamm vertreten. Aufgrund der Verwertung von Einkohlenstoffverbindungen wie Methanol spielen sie eine wichtige Rolle im Kohlenstoffkreislauf.

Das Genom von ''Methylobacillus flagellatus'' wurde komplett sequenziert.<ref>Chistoserdova, L. ''et al''. (2007): ''Genome of Methylobacillus flagellatus, Molecular Basis for Obligate Methylotrophy, and Polyphyletic Origin of Methylotrophy.'' In: ''Journal of Bacteriology'' 189(7), S. 4020–4027; PMID 17416667; {{PMC|1913398}}</ref>

== Stoffwechsel und Methylotrophie ==
[[Methylotrophe]] Bakterien nutzen Moleküle, die keine C–C-Bindungen enthalten (C<sub>1</sub>), für den Stoffaufbau und als Energiequelle. In diesen Einkohlenstoffverbindungen ist entweder nur ein Kohlenstoffatom vorhanden (z. B. Methanol) oder es ist, wie bei [[Dimethylamin]], kein Kohlenstoffatom direkt mit einem anderen verbunden.

Die Methylophilaceae nutzen meist Methanol und Methylamin als Kohlenstoff- und Energiequelle. Methan, die einfachste organische Einkohlenstoffverbindung, kann von den methylotrophen Bakterien nicht verwertet werden. Bakterien, die hierzu in der Lage sind, werden zu den Methanotrophen gestellt. Beispiele der Methanotrophen sind ''Methylocystis'' und ''Methylosinus'', beide Gattungen der [[Methylocystaceae]], sowie ''Methylococcus'' und ''Methylobacter'' (''[[Methylococcaceae]]'').

Die Methylophilaceae oxidieren die Methylgruppen der jeweiligen Verbindungen wie Methanol zu [[Formaldehyd]], die dabei gewonnenen Elektronen werden auf die [[Atmungskette]] übertragen. Die Assimilation von Kohlenstoff erfolgt bei den Methylophilaceae über den sogenannten [[Ribulosemonophosphatweg]].

Methylophilaceae sind in der Regel obligat methylotroph, sie können ausschließlich Moleküle ohne C–C-Bindungen zum Energiegewinn und Kohlenstoffassimilation (Wachstum) nutzen. Einige Stämme sind allerdings auch in der Lage, andere Verbindungen, wie z. B. verschiedene [[Monosaccharide]] (Einfachzucker) zu verwerten. So wächst z. B. ''Methylophilus methylotrophus'' auch gut mit [[Glucose]]<ref name="Bergey">George M. Garrity: ''Bergey’s manual of systematic bacteriology''. 2. Auflage. Springer, New York, 2005, Vol. 2: ''The Proteobacteria Part C: The Alpha-, Beta-, Delta-, and Epsilonproteobacteria'' ISBN 0-387-24145-0</ref>. Weitere Verbindungen, die eher schwaches Wachstum einiger Stämme dieser Art ermöglichen, sind z. B. [[Lactose]], [[Ethanol]] und [[Propanol]]. Auch die Art ''Methylovorus glucosotrophus'' kann Glucose nutzen. Als Stickstoffquellen können einfache Moleküle wie Ammonium, Dimethylamin oder Nitrat dienen. Die stäbchenförmige Art ''Methylotenera mobilis'' kann Methylamin zugleich als einzige Kohlenstoffquelle und einzige Stickstoffquelle nutzen.

== Systematik ==
Methylotrophe Bakterien sind schon seit langem bekannt, die erste Beschreibung stammt von 1901. Allerdings wurde erst um 1970 mehr um die physiologischen Eigenschaften und Systematik dieser Bakterien bekannt.<ref name="Haber" /> Methylotrophe und auch methanotrophe Bakterien sind [[Phylogenie|phylogenetisch]] sehr vielfältig. Die Methylophilaceae werden den Betaproteobakterien zugerechnet. Weitere methylotrophe Bakterien finden sich in den Alpha- und Proteobakterien. Die zwei dort stehenden Familien Methylococcaceae und Methylocystaceae beinhalten auch methanotrophe Arten, sie können Methan und Methanol als einzige Kohlenstoffquelle für Wachstum und Aufbau der Zellsubstanz nutzen. Viele sind obligat methanotroph, also nicht in der Lage andere Verbindungen als Methan und Methanol als Kohlenstoffquelle zu nutzen, hierzu zählen z. B. Arten von ''Methylocystis''.<ref name="Dworkin"> Martin Dworkin, Stanley Falkow, Eugene Rosenberg, Karl-Heinz Schleifer, Erko Stackebrandt (Hrsg.) The Prokaryotes, A Handbook of the Biology of Bacteria. Volume 5: Proteobacteria: Alpha and Beta Subclasses, 3. Auflage, Springer-Verlag, New York u. a. O., 2006, ISBN 978-0-387-25495-1 (Print) und ISBN 978-0-387-30743-5 (Online), [[doi:10.1007/0-387-30743-5]].</ref>

Zu fakultativ methylotrophen Gattungen, die ebenfalls Einkohlenstoffbindungen nutzen können, aber nicht auf sie angewiesen sind, zählen Arten von z. B. ''[[Xanthobacter]]'' (Familie [[Xanthobacteraceae]], Alpha-Proteobakterien), ''[[Acetobacter]]'' (Familie [[Acetobacteraceae]], Gamma-Proteobakterien).

Gattungen der Methylophilaceae<ref>Systematik nach Euzéby: ''[[List of Prokaryotic names with Standing in Nomenclature]] (LPSN)'' – [https://lpsn.dsmz.de/family/methylophilaceae Methylophilaceae] Stand: 3. September 2023</ref>:

* ''[[Methylobacillus]]'' {{Person|Yordy & Weaver 1977}}
* ''[[Methylophilus]]'' {{Person|Jenkins et al. 1987}}
* ''[[Methyloradius]]'' {{Person|Miyadera et al. 2022}}
* ''[[Methylotenera]]'' {{Person|Kalyuzhnaya et al. 2006}}
* ''[[Methylovorus]]'' {{Person|Govorukhina & Trotsenko 1991}}
* ''[[Novimethylophilus]]''{{Person| Lv et al. 2018}}
* ''[[Pseudomethylobacillus]]'' {{Person|Sheu et al. 2019}}

== Quellen ==
<references>
<ref name="Haber">
Christopher L. Haber, Larry N. Allen, Shujie Zhao und Richard S. Hanson: ''Methylotrophic Bacteria: Biochemical Diversity and Genetics'' In: ''Science'', 1983, 221 (4616) {{DOI|10.1126/science.221.4616.1147}}</ref>
</references>

== Literatur ==
* Michael T. Madigan, John M. Martinko, Jack Parker: ''Brock – Mikrobiologie''. 11. Auflage, Pearson Studium, München 2006, ISBN 3-8274-0566-1.
* [[George M. Garrity]] (Hrsg.): ''[[Bergey’s Manual of Systematic Bacteriology]]''. 2. Auflage, Band 2: ''The Proteobacteria. Part C: The Alpha-, Beta-, Delta-, and Epsilonproteabacteria.'' Springer, New York 2005, ISBN 0-387-24145-0.
* Martin Dworkin u. a. (Hrsg.): ''The Prokaryotes. A Handbook of the Biology of Bacteria''. Band 2: ''Ecophysiology and Biochemistry.'' 3. Auflage, Springer, New York 2006, ISBN 0-387-25492-7.
* Marina G. Kalyuzhnaya u. a.: ''Methylotenera mobilis gen. nov., sp. nov., an obligately methylamine-utilizing bacterium within the family Methylophilaceae.'' In: ''International Journal of Systematic and Evolutionary Microbiology'', Band 56, Nr. 12, Dezember 2006 ([https://www.microbiologyresearch.org/content/journal/ijsem/10.1099/ijs.0.64191-0 online]).

[[Kategorie:Betaproteobacteria]]
[[Kategorie:Betaproteobakterien]]

Methylophilaceae - Versionsgeschichte

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