Grampositive Bakterien



Grampositive Bakterien Grampositive Bakterien stellen ein Phylum im Urreich der Eubakterien dar. Dieses Phylum gliedert sich nach rRNA-Analysen in zwei Hauptzweige, die sich auch durch einen unterschiedlichen G+C-Gehalt in der DNA unterschieden. I. Unterzweig: niedriger G+C-Gehalt ( 50 %) 1. Grampositive Kokken i. d. R. fak. anaerob, z. T. aerob, vielfach rel. salztolerant (5 – 7,5 %) und z. T. gefärbt. Planococcus: Tetraden oder begeißelte (!) Einzelzellen, aerob, keine Teichonsäuren in ZW, Meerwasser, gelbbraunes Pigment Pediococcus: Tetraden, fak. anaerob, apathogene „Biersarcinen“ (Bierschädling) Aerococcus: Tetraden, fak. anaerob, z. T. tierpathogen Staphylococcus: unregelm. Zellhaufen, fak. anaerob, creme bis gelb, i. d. R. auf Haut und Schleimhäuten von Warmblütern humanpathogen: S. aureus:(Eitererreger; Pickel, Abszesse, z. T. Lebens- mittelvergiftungen, Koagulase-positiv) apathogen: S. epidermidis:(Koagulase-negativ) insgesamt 35 Arten, davon 6 Koagulase-positiv (S. aureus, delphini, hyicus, intermedius, lutrae, schleiferi) Streptococcus: Zellketten, fak. anaerob, homofermentative Milchsäuregärung (ca. 40 Arten) humanpathogene Str.: S. pyogenes (Eiter, Angina, Scharlach) S. pneumoniae („Pneumokokken) orale Streptokokken: S. salivarius (Normalflora) S. mutans (Karies) Darmstreptokokken: S. faecalis („Enterokokken“;Vorschlag: Enterococcus) tierpathogene Str.: S. agalactiae (Gelber-Galt) Lactococcus: Zellketten; „Milch-Streptokokken“, natürliche Säuerung der Milch auch Sauerteig, Sauerkraut u. ä. (homofermentativ,L. lactis, L. plantarum Leuconostoc: Zellketten, apathogen, heterofermentative Milchsäuregärung L. mesenteroides (= „Froschlaich-Bakterium“) Micrococcus: Einzelzellen oder unregelmäßige Zellhaufen, z. T. Tetraden; aerob Saprophyten in Boden und Wasser, auch Haut v. Tieren, oft Pigmente (gelb, rosa), keine Teichonsäuren in ZW, nicht verwandt mit obengenannten Gattungen der grampositiven Kokken; Gattung gehört als Ausnahme zum 2. Unterzweig der grampositiven Bakterien (mit hohem G+C-Gehalt), verwandt mit Arthrobacter. 1. Anmerkung: Vertreter der Gattung Deinococcus erscheinen zwar auch als (aerobe) grampositive Kokken, stellen aber phylogenetisch gramnegative Bakterien (mit äußerer Hüllenmmebran) dar, die nur durch eine außergewöhnlich dicke Mureinschicht eine grampositive Reaktion ergeben. Gehören zu anderem Phylum. 2. Anmerkung: Vertreter der Gattungen Lactococcus und Leuconostoc stellen (zusammen mit stäbchenförmigen Bakterien d. Gattung Lactobacillus) typische Milchsäure-Bakterien dar (i. d. R. aerotolerante Anaerobier, unbeweglich, Katalase-negativ, aber Peroxidase-positiv, keine Cytochrome und Hämoproteine), Zu diesem Stoffwechseltyp können auch Vertreter der Gattungen Streptococcus und Pediococcus gezählt werden. Staphylococcus und Planococcus sind dagegen Katalase-positiv. Alle aeroben grampositiven Kokken sind ohnehin Katalase-positiv. Den heterofermentativen Milchsäure-Bakterien fehlt das Glycolyse-Enzym Aldolase. Weitere Gattungen grampositiver Kokken: Coprococcus (obl. anaerob) Gemella Marinococcus (bis 20 % NaCl, aerob) Melissococcus Peptococcus (obl. anaerob) Peptostreptococcus (obl. anaerob) Ruminococcus (obl. anaerob, beweglich) Saccharococcus (Katalase-positiv) Salinococcus (rosa/rot, aerob) Sarcina (obl. anaerob, säuretolerant bis pH 2,0; übersteht daher z. T. Magensäure,S. ventriculi mit Zellulose-Schichten um ZW) Stomatococcus Trichococcus Vagococcus 2. Regelmäßige grampositive Stäbchen Lactobacillus: fak. anaerob, Wuchsstoffbedarf, Katalase-negativ, zu Milchsäure-Bakterien, homofermentativ (> 10A) L. delbrueckii: Milchsäure-Produktion aus Stärke L. plantarum: Sauerteig, Silage Carnobacterium: auf Fleisch und Fisch, zu Milchsäure-Bakterien, Katalase-negativ, heterofermentativ, z. T. fischpathogen (C. piscicola). 4A Listeria: Katalase-negativ, weitverbreitet in Faeces, Boden, auf Pflanzen, z. T. parasitisch in Tieren (versch. Organe) - führt zu Listeriosen, z. T. einhergehend mit transplazentalen Infektionen des Embryos (Fehlgeburten); 7A L. monocytogenes: humanpathogen Erysipelothrix: Katalase-negativ, z. T. Tiererkrankungen (2A), E. rhusiopathiae: Rotlauf der Schweine Brochothrix: fak. anaerob, vorwiegend auf Fleischprodukten, Katalase positiv (2A) Renibacterium: aerob, fischpathogen, opt. W. bei 17 °C, Katalase-positiv, systemat. Stellung z. Zt. unklar (1A) Kurthia: Filamentbildner, rhizoide Kolonien, auf Fleischprodukten und in Faeces (3A) K. zopfii: W. mit 7 % NaCl Caryophanon: Bildet lange Trichome, in denen die Querwände nacheinander eingezogen werden; dabei entstehen scheibenförmige Zellen (besond. Teilungs-mechanismus); im Kuhdung, phylogenet. Stellung z. Zt. unklar (2A) C. latum Heliobacterium: Physiologisch zu Anoxyphotobacteria (dort behandelt), verwandt mit Desulfotomaculum orientalis 3. Endosporenbildner Bacillus: Stäbchen, aerob bis fak. anaerob, oft peritrich begeißelt oder lateral, z. T. Nitratatmung, phylogenetisch heterogen (4 - 6 Zweige), aber alle Bodenbewohner mit hydrolytischen Exoenzymen. B. subtilis: „Heubacillus“, Lävanbildung, Exoenzyme (Proteasen, Amylasen)Polypeptid-Antibiotika B. licheniformis:Antibiotikum: Bazitrazin, Denitrifikation B. cereus: rhizoide Kolonien, Proteasen, Lebensmittel- Vergifter B. anthracis: Milzbrand-Erreger B. thuringensis: Insektizid-Herstellung (auch B. popilliae) B. acidocaldarius:acidophil B. stearothermophilus:Flachsäuerung von Konserven Wachstum bei 37 - 75 °C B. polymyxa: Antibiotikum: Polymyxin, N2-Fixierung B. macerans: Flachsröste, N2-Fixierung B. pasteurii: Harnstoff-Zersetzer, NH4+-Bedarf, alkalo- phil, mit Sporosarcina verwandt Anmerkung: Der zweite Hauptzweig der Gattung Bacillus wird nunmehr als Paenibacillus benannt (dazu z. B. P. polymyxa, P. macerans) Sporolactobacillus: Stäbchen, microaerophil, Katalase-negativ, homoferm., Milchsäure-Gärung, Sporen weniger hitzeresistent als Bacillus, aber eng verwandt mit Bacillus Sporosarcina: Kokken in Tetraden, streng aerob, oft beweglich S. urea: toleriert 8 % Harnstoff, alkalitolerant Clostridien Stäbchen streng anaerob, peritriche Begeißelung, Buttersäure-Gärung, z. T. auch Aceton und Butanolbildung, keine Katalase/Spuren v. SOD, proteolytisch1) oder saccharolytisch, Boden- und Darmbewohner, mindestens 3 miteinander wenig verwandte Zweige C. botulinum: Botulismus1) C. perfringens: Gasbrand-Erreger1) C. tetani: Tetanus-Erreger1) C. pasteurianum:Stärke- und Zucker-Ferm., N2-Fixierung C. thermocellum:Zellulose-Abbauer (v. Zellulose abhängig) Desulfotomaculum: Stäbchen, obligat anaerob, Sulfatreduktion (anaerobe Atmung) Oscillospira: vielzellige Trichome, unsichere taxon. Stellung, nicht zu Bacillaceae, nur gelegentlich Endosporenbildung, im Darm v. Herbivoren weitere Gattungen endosporenbildender Bakterien: Alicyclobacillus Amphibacillus Aneurinibacillus Brevibacillus Halobacillus Diese 5 Gattungen verwandt mit Bacillus bzw. Paenibacillus Syntrophospora (verwandt mit einem der Clostridium-Zweige) Caloramator (verwandt mit einem der Clostridium-Zweige) Sporohalobacter (von Clostridium abgegrenzt, da gramnegative Zellwand) Sporomusa (gramnegativ!) Anaerobacter (bis 5 Endosporen pro Zelle) Sulfidobacillus Anmerkung: Z. T. wird auch für Heliobakterien (grampositiv, phototroph) eine Sporenbildung angegeben. 4. Mycoplasmen (Mollicutes) Saprophytische oder parasitische Bakterien ohne Zellwand (ähnl. Protoplasten), aber resistent gegen osmotische Lysebedingungen, Stabilität evtl. durch Lipoglycane in der CM (ähnl. LPS, aber ohne Lipid A; Antigenwirkung) sowie z. T. durch Steroide (keine eigene Synthese, auxotroph), natürlicherweise penicillinresistent, pleomorph; in Gramfärbung: gramnegativ, aber phylogenetisch mit Clostridien verwandt, kleinste Organismen (bis 0,2 m) mit autonomen Wachstum (Art Sprossung), passieren z. T. Bakterienfilter, Spiegelei-Form der Kolonien. a) fak. anaerob/microaerophil Steroidbedarf: Mycoplasma:ca. 90 Arten, z. B. M. pneumoniae, versch. Zweige Ureaplasma:Harntraktinfektionen (strake Urease-Reaktion) Spiroplasma:helikale korkenzieherartige Zellform, bewegl. durch intrazelluläre Fibrillen, insekten- u. pflanzenpathogen kein Steroidbedarf: Acholeplasma b) obligat anaerob Steroidbedarf: Anaeroplasma:Darmbewohner, Stärkeabbau kein Steroidbedarf: Asteroleplasma:Darmbewohner, rel. weit abgegrenzt v. anderen Mycoplasmen Anmerkung: Thermoplasma: zwar gleicher Wortstamm, aber Archaebakterium II. Unterzweig: hoher G+C-Gehalt (> 55 %) 5. Unregelmäßige grampositive Stäbchen: Arthrobacter: Wechsel von Stäbchen und Kokken, aerob abgegrenzte Gattung: Pimelobacter Brevibacterium: aerob, z. T. auch Wechsel v. Stäbchen und Kokken, in Lebensmitteln, Käse, auf Haut Cellulomonas: Zellulose-Abbau, fak. anaerob Clavibacter: aerob, pflanzenpathogen Corynebacterium: keulenförmige Bakterien, fak. anaerob, Boden, z. T. tier- und pflanzenpathogen C. diphtheriae: Diphtherie-Erreger Actinomyces: fakultativ anaerob, bildet z. T. verzweigte Filamente, später fragmentierend in coryneforme Zellen, z. T. pathogen, CO2-Bedarf Propionibacterium: fakultativ anaerob, von bewegl., Käse-Aromabildung ( + Löcher), Propionsäure-Gärung, bes. aus Zuckern oder Laktat,Vit. B12-Produzent, z. T. Haut (P. acne) Bifidobacterium: anaerob, Säuglingsdarm, apathogen, Wachstum auch in Gegenwart von Sauerstoff, wenn 10 % CO2 anwesend ist Eubacterium: streng anaerob, in Körperhöhlen v. Mensch und Tier; z. T. pathogen, gehört phylogenetisch zu I. Unterzweig (niedriger G+C-Gehalt), schwach sporuliernde Clostridien werdenoft mit der Gattung Eubacterium verwechselt Anmerkung: Propionsäure wird auch von der gramnegativen, anaeroben Bakteriengattung Propionigenium gebildet (aus Succinat o. anorg. Säuren, keine Zuckerverwertung) sowie 26 weitere Gattungen (u. a. Bacterionema, Curtobacterium, Gardnerella, Arachnia, Rothia, Agromyces, Microbacterium, Thermoanaerobacter) 6. Mykobakterien: schlanke Stäbchen, z. T. filamentbildend, z. T. pleomorph, unbeweglich, aerob, oft gefärbt (gelb-rot), je nach Art wird Pigmentbildung durch Licht oder Dunkelheit gefördert (photo- oder scoto-chromogen), durch wachsartige Zellwandschichten  „säurefest“, saprophytisch oder pathogen Mycobacterium: (über 50 Arten) M. tuberculosis:Tuberkulose-Erreger, langsamwachsend, ohne Pigmente (Kol. mit streuselartiger Struktur, erst nach mehr als 7 d sichtbar), Wachstum etwas besser mit Eigelb-Zusätzen (egg yolk, als Lipid- quelle); widersteht in Sputum im Gegensatz zu Begleitkeimen einer 30 min-Behandlung mit 1 N NaOH (selektive Anreicherung) heute noch 3 Mio. Tote/Jahr weltweit M. bovis: Rindertuberkulose (auf Menschen übertragbar), langsamwachsend M. leprae: Lepra-Erreger, schwer künstl. züchtbar M. phlei: saprophyt. Lebensweise, schnellwachsend (tol. i. d. R. 5 % NaCl,)Abbau v. lipophilen Substraten (Alkane u. a.) M. smegmatis: saprophyt. schnellwachsend 7. Nocardioforme Bakterien bzw. Aktinomyzeten (i. e. S.: filamentöse Aktinomyzeten) lange Filamente bildend, die nach unterschiedlicher Zeit fragmen-tieren (= nocardioform); vielfach neben Substratmyzel ausgeprägtes Luftmyzel (bes. bei Aktinomyzeten i. e. S.), das bei den einz. Gattungen unterschiedl. stark ausgeprägt sein kann, z. T. Exosporen (Konidien), sehr formen- und artenreiche Gruppe, hohe morpholog, Variabilität der Arten, oft Zellwandanalysen für Identifizierung nötig. NOCARDIACEAE (m-DAP und Mykolsäuren in ZW) Rhodococcus: nocardioform, 34 - 52 C-Atome, MK-8 (H2), Schadstoffabbau Nocardia: nocardioform, 46 - 60 C-Atome in Mycolsäure, MK-9 (H2), Gordonia: nocardioform, 48 - 66 C-Atome in Mycolsäure, MK-9 (H2) weitere Gattung: Tsukamurella PSEUDONOCARDIACEAE (m-DAP, keine Mykolsäuren) Pseudonocardia Actinopolyspora Amycolata Amycolatopsis Kibdelosporangium Kutzneria Saccharomonospora Saccharopolyspora Saccharothrix weitere nocardioforme Bakterien: Nocardioides (L-DAP in ZW) Terrabacter (L-DAP in ZW) Promicromonospora (keine DAP in ZW) Oerskovia (keine DAP in ZW) FRANKIACEAE (m-DAP in ZW) Frankia: Filamente durch longitudinale und Quersepten geteilt. Kokkoid-ähnliche Elemente gebildet (multiloculare Sparangien), kein Luftmyzel, unbewegl. Sporangiosporen (bei Dermatophilus beweglich), mDAP, symbiont. N2-Fixierung mit Angiospermen STREPTOMYCETACEAE (L-DAP in ZW) Streptomyceten(ca. 500 Arten): ZW mit L-DAP u. Glycin, Luftmyzel unterschiedl. stark ausgebildet, z. T. vielkernige Filamente, aus denen durch Querwandbildung lange Konoidenketten gebildet werden (Sporophoren); i. d. R. Bodenbewohner (Abbau von Zellulose, Chitin, Pestiziden), aerob, verursachen typ. Bodengeruch (Geosmine, z. T. auch v. Cyanobakterien gebildet), ausgeprägte Fähigkeiten zur Antibiotika-Bildung, auch zur Transformation v. Steroiden eingesetzt, MK-8 Streptomyces: S. griseus: Streptomycin, Cycloheximid S. venezuelae: Chloramphenicol S. aureofaciens:Chlortetracyclin ( = Aureomycin) S. rimosus: Tetracyclin S. mediterranei:Rifamycin S. caespitosus: Mitomycin C S. erythreus: Erythromycin weitere Gattungen: Streptoverticillium Intrasporangium Kineosporia Sporichthya MICROMONOSPORORACEAE (Actinoplanates) Micromonospora: deutl. Myzel, unbewegl. Sporangiosporen, m-DAP Actinoplanes: kaum Luftmyzel, bewegl. Sporangiosporen, m-DAP od. ohne DAP weitere Gattungen: Catellatospora Dactylosporangium Couchioplanes Glycomyces Pilimelia STREPTOSPORANGIACEAE (m-DAP in ZW) Streptosporangium Herbidispora Microbiospora Microtetraspora Planobispora Planomonospora THERMOMONOSPORACEAE >b>Thermomonospora Actinomadura Nocardiopsis Streptoalloteichus Thermoactinomyceten: einzelne Sporen entsprechen Endosporen (hitzeresistent), mDAP, kein Zelluloseabbau \|\|	Microbial Physiology and Molecular Biology [University] [Biology] [Our Institute] ------------- [Protocols] [Projects] [WebTools] [bioinformatics] [Sub2D] [Staph2D]

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