Proteobacteria. welke groepen bevatten fototrofen? β Proteobacteria. chemoorganotrophs. chemolithotrophs. chemoorganotrophs γ Proteobacteria

Transcriptie

1 Plants

2 Proteobacteria welke groepen bevatten fototrofen? β Proteobacteria chemolithotrophs chemoorganotrophs α Proteobacteria chemoorganotrophs chemolithotrophs chemoorganotrophs γ Proteobacteria chemolithotrophs ε Proteobacteria From Madigan et al. (1997) loss of photosynthetic ability δ Proteobacteria chemoorganotrophs

3 Phototrophes Proteobacteria (autotrofen + heterotrofen) Purple sulfur bacteria Purple non-sulfur bacteria Niet- Proteobacteria (autotrofen + heterotrofen) Green sulfur bacteria Green non-sulfur bacteria Heliobacterium

4 Proteobacteria (autotrofen + heterotrofen) Purple sulfur bacteria H 2 S als electronen donor (S in de cel) S verder naar sulfaat Habitat (meromictic lakes) Ectothiorhodospira, Halorhodospira Chromatium & Thiocystis Thiopedia roseopersicinia Amoebobacter purpureu

5 Chromatium Thiospirillum Thiocapsa Thiopedia Thiopedia Ectothiorhodospira mobilis Purple sulfur bacteria: gamma Proteobacteria

6 Purple nonsulfur: α β α α α Phaespirillum fulvum Rhodopseudomonas acidophila Rhodobacter sphaeroides α β α Rhodopila globiformis Rhodocyclus purpureum Rhodomicrobium vanielli

7 Green sulfur bacteria Chlorobium limicola H 2 S to S 0 (buiten cel) S 0 to SO 4 2- Fotoheterotrofie Omgekeerde citrz cyclus Chlorosome (zeer efficient) Anoxisch Chlorobium tepidum Pelodictyon clathradiforme Consortia Fototrofe component (epibiont) & niet-fototrofe component Chlorochromatium aggregatum

8 Pelochromatium Aggregaten Chlorochromatium aggregatum

9 Voorbeelden van groen en bruine chlorobia Chlorobium tepidum Bacteriochlorophyll c Groen gekleurde caroten. Chlorobium phaeobacteriodes Bacteriochlorophyll e Bruin gekleurde caroten.

10 The green nonsulfur bacteria Algemene kenmerken weinig genera bekend Thermofiel Soms anoxisch, soms aëroob Thermomicrobium speciale lipiden in de membranen Geen peptidoglycaan (toch gram-) Aëroob Chloroflexus Filamenteus matten, neutrale tot alkalische warmwaterbronnen Hybrid fototroof (bchl c & chlorosomen bchl a in membraan invaginaties) Anoxisch H 2 S + CO 2 of H 2 + CO 2 (Purple nonsulfur) Hydrpoxypropionaat pathway Best fotoheterotrofie; ook heterotrofie

11 Chloroflexus aurantiacus Oscillochloris Chloronema

12 Hoe wordt licht energie gecapteerd? >Hoe wordt licht energie omgezet in chemische energie? *Verschillende mechanismen * Welke zijn de verschillen, welke de gelijkenissen? *Hoe worden reducerende equivalenten NADPH gevormd? >Hoe wordt CO 2 gefixeerd (omgezet in organische moleculen) *Reductie, verschillende mechanismen >Waar komt fotosynthese voor in de bacteriële wereld? >Rol van de pigmenten >Voorbeelden van verschillende groepen en hun meest opvallende kenmerken >Ecologische niches

13 ATP & reducing power Chemolitotrophy

14

15

16

17 Waterstofbacteriën H 2 + ½ O 2 -> H 2 O G = -237kJ (ATP is 31.8 kj nodig) Autotrofie: Calvin cyclus, ook organische moleculen Microaërofiel (H 2 meer beschikbaar) Ralstonia eutropha

18 Zwavel verbindingen als electron donor 2- + H 2 S + 2O 2 SO 4 + 2H HS - + ½ O 2 + H + S 0 + H 2 O S H 2 O + 11/2 O 2 SO 4 + 2H S 2 O 3 + H2 O + 2O 2 2SO 4 + 2H kJ kJ kJ kJ ph daling (H 2 SO 4 ) Beggiatoa Sulfolobus

19 Winogradsky Ontdekking van chemolytotrofie Biochemie van de zwavel oxidatie

20 Ijzer oxidatie Ferro (2+) Ferri (3+) Fe 2+ + ¼ O ½ H 2 O Fe(OH) 3 + 2H + Spontane oxidatie aan de lucht bij neutrale ph; dus ferro enkel stabiel in anaërobie en/of lage ph. E 0 waarde bij ph 2 is V!!!! Acidithiobacillus ferrooxidans Autotrofie verloopt via Calvin cyclus 2Fe /2O 2 2Fe 3+ + H 2 O

21 Acidithiobacillus ferrooxidans Leptospirillum ferroxoxidans Gallionella & Sphaerothilus Sphaerotilus

22 Ferro ijzer wordt geoxideerd door fototrofen Fe 2+ Fe 3+ in fototrofen: e-donor voor CO 2 reductie FeS zowel Fe 2+ als S 2- Purple bacteria Green bacteria Ook bij denitrificerende bacteriën kan de oxidatie van Fe 2+ gekoppeld worden aan de reductie van NO 3 - Verschillende concentraties van cultuur van acidithiobacillus ferroxoxidans Fe 2+ + ¼ O ½ H 2 O Fe(OH) 3 + 2H + Microscopische opname