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2025-06-14T12:03:43Z

Phenole

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{{Taxobox
| Taxon_WissName = Sphingomonadaceae
| Taxon_Rang = Familie
| Taxon_Autor = [[Yoshimasa Kosako|Kosako]] ''et al.'' 2000
| Taxon2_WissName = Sphingomonadales
| Taxon2_Rang = Ordnung
| Taxon3_WissName = Alphaproteobacteria
| Taxon3_Rang = Klasse
| Taxon4_WissName = Proteobacteria
| Taxon4_Rang = Abteilung
| Taxon5_Name = Bakterien
| Taxon5_WissName = Bacteria
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| Bild =
| Bildbeschreibung =
}}

Die '''Sphingomonadaceae''' bilden eine Familie innerhalb der [[Alphaproteobacteria]]. Die Bakterien kommen frei in der Natur, z. B. im Boden, marin oder Süßwasser vor. Ein wichtiges Merkmal ist das Vorkommen von [[Sphingolipide]]n innerhalb der äußeren Membran der Zellwände. Sphingolipide sind nur in wenigen Gruppen von Bakterien anzutreffen (wie z. B. in den [[Sphingobacteriaceae|Sphingobakterien]]), unter den Eukaryonten sind sie aber weit verbreitet. Vor allem in Nervengewebe von Säugetieren sind sie wichtige Bausteine der Zellmembran. Sphingomonadaceae sind auch durch deren Fähigkeit viele verschiedene, teils giftige [[Aromate]] abzubauen bekannt. Diese Fähigkeit macht diese Bakterien für [[Bodensanierung]]en interessant.

== Merkmale ==
Die Vertreter sind stäbchenförmig oder eiförmig. Einige sind [[Pleomorphie|pleomorph]], d. h. die Zellen verändern die Form im Laufe der Zeit oder je nach Umweltbedingungen. Sphingomonadaceae bilden keine Sporen (asporogen) und zählen zu den [[Gram-Färbung|gramnegativen]] Bakterien. Einige Arten sind mit Hilfe von [[Flagellum|Geißeln]] beweglich, so ist die Art ''Sphingomonas adhaesiva'' polar monotrich begeißelt. ''[[Zymomonas]]'' ist meist unbegeißelt, aber auch Zellen mit ein bis vier polaren Geißeln treten auf. Bis auf ''Zymomonas'' sind alle Arten obligat [[Aerobie|aerob]], sie sind nicht in der Lage ohne Sauerstoff zu leben. ''Zymomonas'' hingegen ist fakultativ [[Anaerobie|anaerob]] bis mikroaerophil, Wachstum ist in Umgebungen mit geringen Mengen von Sauerstoff oder auch unter völlig anoxygenen Bedingungen möglich.

== Stoffwechsel ==
Außer bei ''Zymomonas'' ist der [[Stoff- und Energiewechsel|Stoffwechsel]] oxidativ (Atmung). ''Zymomonas'' hingegen vergärt Zucker ([[Glucose]]) zu Alkohol ([[Ethanol]]), der Stoffwechselweg ist also die [[Fermentation]] (Gärung). Die einzige Art ''Zymomonas mobilis'' wird für die alkoholische Gärung des Saftes der [[Agave]]nart ''[[Agave americana]]'' eingesetzt. Der Abbauweg des Zuckers ist nicht, wie zum Beispiel bei den für die Bierbrauerei genutzten [[Hefen]] die [[Glykolyse]], sondern der [[Entner-Doudoroff-Weg]]. Bei vielen Arten der Sphinomonadaceae können verschiedene Aromate, wie z. B. [[Anthracen]], als einzige Kohlenstoff- und Energiequelle dienen.

Viele Arten sind in der Lage die oxidative [[Photosynthese]] durchzuführen. Sie besitzen das [[Bacteriochlorophyll]] a und können die Photosynthese als ergänzenden Stoffwechselweg nutzten, die Photosynthese ist nicht zwingend notwendig für das Wachstum und kann als alleiniger Stoffwechselweg nicht genutzt werden (photoorganotroph). Hierzu zählen zum Beispiel ''Sandaracinobacter sibiricus'', ''Sphingomonas ursincola'' und ''Sphingomonas natatoria'' (aktuell zu ''Blastomonas natatoria'' gestellt). Auch in der phylogenetisch nahestehenden, zu der gleichen Ordnung zählenden Familie [[Erythrobacteraceae]] sind photoorganotrophe Arten, wie z. B. ''Erythrobacter'', ''Erythromicrobium'' und ''Porphyrobacter'', vorhanden.

== Ökologie ==
Sphingomonadaceae sind in der Umwelt weit verbreitet, was u. a. auf deren Fähigkeit ein breites Spektrum von Kohlenstoffquellen zu nutzen, zurückzuführen ist. Viele Vertreter der Sphingomonadaceae wurden in nährstoffarmen Umgebungen, wie z. B. im Meerwasser, gefunden. Einige Arten scheinen in [[Oligotrophie|oligotrophen]] Meerwassern eine wichtige Rolle im Nährstoffkreislauf und der Biomasseproduktion einzunehmen.<ref name="The Prokaryotes" />

Auch in nährstoffreichen Umgebungen sind Arten vorhanden, ''Sphingomonas'', ''Sphingobium'' und ''Novosphingobium'' wurden von Pflanzenwurzeln isoliert. Weiterhin wurden Arten in Blutproben gefunden. Da sie in der Lage sind, verschiedene, auch für andere Organismen giftige Aromate als Kohlenstoffquelle zu nutzen, kommen sie auch in verschmutzten Umgebungen relativ häufig vor. So wurde z. B. ''Sphingobium chlorophenolicum'' aus einem mit [[Pentachlorphenol]] (PCP) verschmutzen Boden, ''Sphingopyxis'' aus einem [[Belebtschlamm]] isoliert.<ref name="The Prokaryotes" /> ''S. chlorophenolicum''-Stämme sind die am häufigsten isolierten Bakterien, die PCP abbauen.<ref name="PCP" />

== Sphingolipide ==
Bei einigen Arten fehlen in den äußeren Membranen der Zellwände die für die Gram-negativen Bakterien typischen [[Lipopolysaccharide]] (LPS). Stattdessen sind bestimmte Sphingolipide, genauer gesagt verschiedene [[Glycosphingolipide]], vorhanden. Die Glycosphingolipide ersetzen die LPS und nehmen wahrscheinlich gleiche Funktionen war.<ref name="Bergey">Eiko Yabuuchi und Yoshimasa Kosako: ''Order IV. Sphingomonadales''. In: 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 Epsilonproteabacteria'' ISBN 0-387-24145-0</ref> Das Glycosphingolipid Glucuronosyl-Ceramid kommt z. B. in den Zellwänden von ''Sphingomonas'' und ''Zymomonas'' vor und ist ein Schlüsselelement zur Klassifizierung der Gattung.<ref name="Bergey" /> Auch Galacturonosyl-Ceramid wurde bei verschiedenen Arten von ''Sphingomonas'' nachgewiesen, z. B. bei ''Sphingopyxism terrae'' (Synonym für ''Sphingomonas terrae'', ''Sphingomonas wittichii'' und ''Sphingomonas yanoikuyae'').<ref name="Bergey" /> Glycosphingolipide wurden auch bei den phylogenetisch nah verwandten, in der gleichen Ordnung stehenden Arten von ''[[Erythrobacter]]'', ''[[Erythromicrobium]]'' und ''[[Porphyrobacter]]'' gefunden.<ref name="Bergey" /> Außer bei der Ordnung Sphingomonadales wurden Sphingolipide auch bei den Bakteriengattungen ''Flectobacillus'', ''Mycoplasma'', ''Fusobacterium'', ''Bacteroides'' und ''Flavobacterium'' nachgewiesen.<ref name="The Prokaryotes">David L. Balkwill, J. K. Fredrickson, M. F. Romine: ''Sphingomonas and Related Genera'' In: ''The Prokaryotes, A Handbook of the Biology of Bacteria''. Volume 7: ''Proteobacteria: Delta and Epsilon Subclasses. Deeply Rooting Bacteria'' ISBN 978-0-387-33493-6</ref> Es handelt sich um phylogenetisch weit voneinander entfernt stehende Gruppen, sogar bei einzelnen Pilzarten wurden Sphingolipide gefunden. Durch das bei Bakterien und Pilzen seltene Vorkommen und die phylogenetisch weit verstreute Lage der einzelnen Arten macht das Vorkommen der Sphingolipide für die Taxonomie interessant.<ref>Ingar Olsen, Erik Jantzen: ''Sphingolipids in Bacteria and Fungi.'' Anaerobe. Volume 7, Issue 2, April 2001, S. 103–112, {{DOI|10.1006/anae.2001.0376}}.</ref>

== Nutzung ==
Die Sphingomonadaceae, vor allem viele Arten der Gattung Sphingomonas, sind in der Lage, viele verschiedene aromatische Verbindungen als alleinige Kohlenstoff- und Energiequelle zu nutzen.<ref name="The Prokaryotes" /> Diese Fähigkeit stellt beispielsweise eine Möglichkeit zur Entgiftung verunreinigter Böden (Bodensanierung) dar.

Giftige [[polychlorierte Biphenyle]] können z. B. von den Arten ''Sphingomonas chlorophenolica'' und ''Sphingomonas paucimobilis'' abgebaut werden. ''Sphingomonas paucimobilis'' ist weiterhin in der Lage [[Phenanthren]], [[Fluoranthen]] sowie verschiedene [[Pestizid]]e (z. B. [[Lindan]]) abzubauen.<ref name="The Prokaryotes" /> Die vor kurzem beschriebene Art ''Novosphingobium naphthalenivorans'' ist fähig das umweltschädliche und Gesundheit gefährdende [[Naphthalin]] abzubauen.<ref>Saori Suzuki, Akira Hiraishi: ''Novosphingobium naphthalenivorans sp. nov., a naphthalene-degrading bacterium isolated from polychlorinated-dioxin-contaminated environments'', The Journal of General and Applied Microbiology, Vol. 53, pp. 221–228 (2007) {{DOI|10.2323/jgam.53.221}}</ref> Weiterhin können einige Arten von ''Sphingopyxism'', wie ''S. macrogoltabida'' oder ''S. terrae'' (auch als ''Sphingomonas terrae'' bekannt), zum Abbau von [[Polyethylenglykol]] (PEG), ein u. a. als Bindemittel oder Weichmacher genutztes [[Polyether]], eingesetzt werden.<ref>Alexander Steinbüchel: ''Mikrobiologisches Praktikum''. Springer Verlag, Heidelberg 2003, ISBN 3-540-44383-5</ref>

Arten der Sphingomonadaceae werden auch in der Kosmetik und der Lebensmittelindustrie eingesetzt. ''Sphingomonas paucimobilis'' wird z. B. für die Gewinnung von [[Gellan]], in diesem Zusammenhang oft als Sphingan bezeichnet, eingesetzt. Gellan dient u. a. als Geliermittel für Marmeladen. In der Mikrobiologie kann es als [[Agar]]ersatz zur Kultivierung von Stämmen genutzt werden.<ref>[[Rudolf Hänsel|R. Hänsel]], [[Otto Sticher|O. Sticher]]: ''Pharmakognosie – Phytopharmazie''. 8., überarbeitete und aktualisierte Auflage. ISBN 3-540-26508-2</ref> Der Stamm ''Sphingomonas'' sp. ATCC 55159 wird zur industriellen Produktion von [[Diutan]] eingesetzt. Es handelt sich um ein Polysaccharid, es wird u. a. in der Bauindustrie eingesetzt.<ref>Sieber V., Wittmann E., Buchholz S. (2006): ''Polysaccharide.'' In: ''Angewandte Mikrobiologie.'' Springer, Berlin, Heidelberg {{DOI|10.1007/3-540-29456-2_23}}</ref>

== Infektion ==
Obwohl Sphingomonas überall in der Natur und in Abwässern vorkommen, sind Infektionen selten.<ref>{{Literatur |Autor=Shyamasree Nandy, Mridu Dudeja, Ayan Kumar Das, Rachna Tiwari |Titel=Community Acquired Bacteremia by Sphingomonas paucimobilis: Two Rare Case Reports |Sammelwerk=Journal of Clinical and Diagnostic Research |Band=7 |Nummer=12 |Datum=2013 |ISSN=2249-782X |DOI=10.7860/JCDR/2013/6459.3802 |PMC=3919369 |PMID=24551684 |Seiten=2947–2949 |Online= |Abruf=}}</ref> Meistens werden [[Immundefekt|immungeschwächte]] Patienten im Krankenhaus infiziert. Am häufigsten löst ''Sphingomonas paucimobilis'' Infektionen, zum Beispiel [[Lungenentzündung]], [[Hirnhautentzündung]], Katheter-assoziierte [[Sepsis]] oder [[Wundinfektionen]], aus.<ref>{{Literatur |Autor=Hae Suk Cheong, Yu Mi Wi, Soo Youn Moon, Cheol-In Kang, Jun Seong Son |Titel=Clinical features and treatment outcomes of infections caused by Sphingomonas paucimobilis |Sammelwerk=Infection Control and Hospital Epidemiology |Band=29 |Nummer=10 |Datum=2008 |ISSN=1559-6834 |DOI=10.1086/591091 |PMID=18808348 |Seiten=990–992 |Online= |Abruf=}}</ref>

== Systematik ==
Einige Gattungen dieser Familie sind:<ref>Systematik nach {{Webarchiv|url=http://www.bacterio.cict.fr/s/sphingomonadaceae.html |wayback=20120303032051 |text=J.P. Euzéby: List of Prokaryotic names with Standing in Nomenclature (LPSN) |archiv-bot=2019-05-14 22:59:19 InternetArchiveBot }} (Stand: 28. Dezember 2017)</ref>
* ''[[Blastomonas]]'' {{Person|Sly and Cahill 1997 emend. Hiraishi et al. 2000}}
* ''[[Parablastomonas]]'' {{Person|Ren ''et al.'' 2015}}
* ''[[Novosphingobium]]'' {{Person|Takeuchi et al. 2001}}
* ''[[Sandaracinobacter]]'' {{Person|Yurkov et al. 1997}}
* ''[[Sandarakinorhabdus]]'' {{Person|Gich and Overmann 2006}}
* ''[[Sphingobium]]'' {{Person|Takeuchi et al. 2001}}
* ''[[Sphingomonas]]'' {{Person|Yabuuchi et al. 1990}}
** ''[[Sphingomonas aliaeris]]'' {{Person|Heidler von Heilborn et al.}} 2021
** ''[[Sphingomonas elodea]]'' {{Person|Vartak et al.}} 1995
* ''[[Sphingopyxis]]'' {{Person|Takeuchi et al. 2001}}
* ''[[Sphingosinicella]]'' {{Person|Maruyama et al. 2006 emend. Geueke et al. 2007}}
* ''[[Zymomonas]]'' {{Person|Kluyver and van Niel 1936}}

Die Gattung ''Sphingomonas'', die [[Typus (Nomenklatur)|Typusgattung]] der Familie Sphingomonadaceae, wurde durch Umstellungen innerhalb der Gattung ''Pseudomonas'' erschaffen. Die Systematik steht teilweise unter Diskussion, so wurde vorgeschlagen, die durch Abspaltung von Arten der Gattung ''Sphingomonas'' eingeführten Gattungen ''Sphingobium'', ''Novosphingobium'' und ''Sphingopyxis''<ref>M. Takeuchi, K. Hamana, A. Hiraishi: ''Proposal of the genus Sphingomonas sensu stricto and three new genera, Sphingobium, Novosphingobium and Sphingopyxis, on the basis of phylogenetic and chemotaxonomic analyses''. In: ''International Journal of Systematic and Evolutionary Microbiology'', 51, 2002, S. 1405–1417 {{DOI|10.1099/00207713-51-4-1405}}</ref> wieder zu der ursprünglichen Gattung ''Spingomonas'' zurückzuführen.<ref>E. Yabuuchi, Y. Kosako, N. Fujiwara, T. Naka, I. Matsunaga, H. Ogura, K. Kobayashi: ''Emendation of the genus Sphingomonas Yabuuchi et al. 1990 and junior objective synonymy of the species of three genera, Sphingobium, Novosphingobium and Sphingopyxis, in conjunction with Blastomonas ursincola.'' In: ''International Journal of Systematic and Evolutionary Microbiology'', 52, 2002, S. 1485–1496, PMID 12361250</ref>

== 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: ''Bergey’s manual of systematic bacteriology''. 2. Auflage. Springer, New York, 2005, Vol. 2: ''The Proteobacteria Part C: The Alpha-, Beta-, Delta-, and Epsilonproteabacteria''. ISBN 0-387-24145-0
* Martin Dworkin, Stanley Falkow, Eugene Rosenberg, Karl-Heinz Schleifer, Erko Stackebrandt (Hrsg.): ''The Prokaryotes, A Handbook of the Biology of Bacteria''. Volume 7: ''Proteobacteria: Delta and Epsilon Subclasses. Deeply Rooting Bacteria'' ISBN 978-0-387-33493-6
* Kyung-Bum Lee, Chi-Te Liu, Yojiro Anzai, Hongik Kim, Toshihiro Aono, Hiroshi Oyaizu: ''The hierarchical system of the ‘Alphaproteobacteria’: description of Hyphomonadaceae fam. nov., Xanthobacteraceae fam. nov. And Erythrobacteraceae fam. nov.'' In: ''International Journal of Systematic and Evolutionary Microbiology'', Volume 55, 2005, S. 1907–1919 {{DOI|10.1099/ijs.0.63663-0}}

== Einzelnachweise ==
<references>
<ref name="PCP">{{Literatur |Autor=Luying Xun |Titel=Microbial Degradation of Polychlorophenols |Sammelwerk=Microbial Degradation of Xenobiotics |Verlag=Springer Berlin Heidelberg |Ort=Berlin, Heidelberg |Datum=2012 |ISBN=978-3-642-23788-1 |DOI=10.1007/978-3-642-23789-8_1 |Seiten=1–30 |Online=http://link.springer.com/10.1007/978-3-642-23789-8_1 |Abruf=2025-06-14}}</ref>
</references>

[[Kategorie:Sphingomonadales]]
[[Kategorie:Sphingomonadales (Ordnung)]]

Sphingomonadaceae - Versionsgeschichte

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