Nesterenkonia
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| Systematik | ||||||||||||
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| Wissenschaftlicher Name | ||||||||||||
| Nesterenkonia | ||||||||||||
| Stackebrandt et al. 1995 |
Nesterenkonia ist innerhalb der Taxonomie eine Gattung von Bakterien. Sie zählt zu der Familie der Micrococcaceae.[1] Im Jahr 2026 waren ungefähr 30 Arten bekannt. Viele Arten tolerieren hohe Salzwerte und zeigen Wachstum in Umgebungen mit hohen pH-Werten. Sie kommen beispielsweise in hypersalinen Quellen vor.
Merkmale
[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]Die Zellen können aus kurzen, teils verzweigten Stäbchen oder Kokken bestehen. Einige Arten sind durch Flagellen beweglich. Der Gram-Test verläuft positiv. Es werden keine Endosporen gebildet. Der Peptidoglykan-Typ ist A4α (l-Lys–Gly–l-Glu, l-Lys–l-Glu oder l-Lys–Gly–d-Asp). Sie sind Katalase-positiv und Mykolsäuren, die sonst häufig in Zellwänden von Arten der Actinomycetes enthalten sind, fehlen. Menachinone mit sieben, acht und neun vollständig ungesättigten Isopreneinheiten (MK-7, MK-8 und MK-9) überwiegen.[1]
Stoffwechsel und Wachstum
[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]Die Arten sind strikt aerob, der Stoffwechsel ist die Atmung.[1] Der Katalase-Test verläuft positiv.[2] Viele Arten tolerieren hohe pH-Werte (diese Arten zählen zu den alkaliphilen Mikroorganismen): N. xinjiangensis, N. natronophila und N. sandarakina zeigen noch Wachstum bei einem pH-Wert von 12.[1][3] Einige Arten tolerieren auch hohe Salzwerte (halophil), so zeigt N . xinjiangensis noch Wachstum bei 25 % NaCl.[1] Die Art Nesterenkonia haasae zeigt bei bis zu 25 % NaCl, 15 % Kaliumchlorid (KCl) oder 10 % Magnesiumchlorid (MgCl₂).[4]

Die Atmungschinone von Nesterenkonia-Arten bestehen überwiegend aus Menachinonen mit sieben, acht und neun vollständig ungesättigten Isopreneinheiten. Weitere chemotaxonomische Merkmale dieser Gattung sind polare Lipide, bestehend aus Diphosphosphatidylglycerin, Phosphatidylglycerin und Phosphatidylinositol, sowie zelluläre Fettsäuren, die überwiegend aus iso- und anteiso-verzweigten Fettsäuren mit 15–17 Kohlenstoffatomen bestehen.[5]
Es folgt eine Tabelle mit Merkmalen einiger Arten:[1]
| Merkmal | N. halobia ATCC 21727 T b | N. lakusekhoensis DSM 12544 T c | N . halotolerans YIM 70084 T d | N . xinjiangensis YIM 70097 T e | N. sandarakina YIM 70009 T e | N. lutea YIM 70081 T e | N. aethiopica DSM 17733 T f | N . jeotgali JG-241 Tg |
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| Morphologie | Kokken in Paaren oder Tetraden | Kurze Stäbchen, gelegentlich verzweigt, und Kokken | Kokken | Kurze Stäbchen | Kokken | Kokken | Kurze Stäbchen | Kokken |
| Motilität | − | − | + | − | − | + | − | − |
| Koloniepigmentierung | Gelb oder farblos | Leuchtend gelb | Tiefes Orange-Gelb | Hellgelb | Orange-gelb | Hellgelb bis primelgelb | Gelb | Hellgelb |
| Optimaler Temperaturbereich für das Wachstum (°C) | 20–40 (30) | 8,5 bis >42 (27–33) | 4–40 (28) | 20–40 (28) | (28) | (28) | 25–40 (30–37) | 4–36 (25–30) |
| NaCl-Toleranz für das Wachstum (%) | 5,0 bis >23 | 0 bis >15 | 0–25 | 0–25 | 1–15 | 0–20 | 3–12 | 0–16 |
| pH-Toleranz | <6,0–10,0 | 7,5–9,5 | 7,0–9,0 | 7,0–12,0 | 5,0–12,0 | 6,5–10,0 | 7–11 | 6–9,0 |
| Oxidaseaktivität | + | − | − | − | − | − | + | − |
| Hydrolyse von Stärke | + | − | − | − | − | − | + | − |
| H2S-Produktion | − | w | − | − | − | − | − | − |
| Gelatineverflüssigung | −h | − | + | + | + | − | + | − |
| Kohlenstoffnutzung: | ||||||||
| D -Fructose | ND | + | + | + | + | + | ND | + |
| D -Mannose | − | + | + | + | + | + | ND | w |
| D -Trehalose | − | + | − | − | + | − | ND | + |
| D -Xylose | + | ND | − | + | + | + | − | + |
| Säurebildung aus: | ||||||||
| D -Galaktose | +i | − | − | − | +g | +g | − | + |
| D -Laktose | +i | − | − | − | −g | +g | − | − |
| D -Mannitol | +i | − | − | − | +g | +g | − | + |
| D -Xylose | + | − | − | − | +g | +g | − | + |
| Trehalose | − | + | − | − | −g | +g | − | w |
| Hauptmenachinone | MK-7, MK-8, MK-9 | MK-7, MK-8 | MK-7, MK-8 | MK-7, MK-8, MK-9 | MK-7, MK-8 | MK-7, MK-8 | ND | MK-7, MK-8, MK-9 |
| GC-Gehalt (mol%) | 72j | 66 | 64 | 67 | 64 | 65 | 69 | 68 |
- a Symbole und Abkürzungen: +, Positiv; −, Negativ; w, schwache Reaktion; ND, keine Angabe, Ala, Alanin; Asp, Asparaginsäure; Gly, Glycin; Glu, Glutaminsäure; Lys, Lysin; Ser, Serin; MCAvar, Monocarbonsäure-Aminosäuren mit variabler Zusammensetzung in der Interpeptidbrücke; Abkürzungen von Menachinonen, z. B. MK-8(H2), partiell gesättigtes Menachinon mit einer hydrierten Isopreneinheit von 8, MK-9, ungesättigtes Menachinon mit 9 Isopreneinheiten.
- b Daten von Onishi und Kamekura[6], Stackebrandt et al.[7], Mota et al.[8]
- c Daten aus Collins et al.[9]
- d Daten aus Li et al[10].
- e Daten aus Li et al.[11]
- f Daten aus Delgado et al.[12]
- g Daten aus Yoon et al.[13]
- h Positiv in Mota et al.[14]
- i Negativ in Mota et al.[14]
- j Bereich von 70,7–72 Mol-% für die von Mota et al. (1997)[14] untersuchten Isolate.
Ökologie
[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]Nesterenkonia spp. wurden aus verschiedenen Quellen isoliert und anhand von 16S-rRNA-Gensequenzen beschriebenen Arten zugeordnet. Stämme der Gattung kommen u. a. in extrem alkalischen, salinen Böden, in hypersalinen Quellbächen der Hocharktis und im Salzsee von Sovata in Rumänien, vor. Hierzu zählen Nesterenkonia xinjiangensis, N. sandarakina, N. lutea, N. halophla und N. aethiopica.[1]
Stämme von Nesterenkonia lacusekhoensis wurden aus Olivenölextraktionsabfällen isoliert und Nesterenkonia halobia aus sich zersetzenden Rhizomen des Schilfrohrs (Phragmites australis).

Die im Jahr 2018 beschriebene Art Nesterenkonia endophytica wurde aus Wurzelzellen von Glycyrrhiza uralensis isoliert. Auch die Art Nesterenkonia populi kommt innerhalb von Pflanzenzellen vor.[5]
Mögliche Nutzung
[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]Einige Arten wie Nesterenkonia halobia produzieren nachweislich industriell relevante Enzyme wie Amylasen (Stärke spaltende Enzyme), während andere Arten einzigartige Serinproteasen sezernieren.
Hong und Mitarbeiter beschrieben im Jahr 2010 erstmals die Klonierung und Expression einer Xylanase der Familie 11, Xyn11NX, aus der Gattung Nesterenkonia.[15] Diese Xylanase wies eine hohe Sequenzhomologie zu Xylanasen aus Actinomyceten auf, zeigte jedoch eine deutlich breitere pH-Anpassungsfähigkeit und höhere Thermostabilität. Die gute pH-Anpassungsfähigkeit und Thermostabilität, die Cellulasefreiheit und die weniger komplexen Hydrolyseprodukte machen sie vielversprechend für verschiedene Anwendungen in zahlreichen Industrien, insbesondere in der Zellstoff- und Papierindustrie. Nel und Mitarbeiter berichteten im Jahr 2011 über die Nitrilase-Superfamilie mit Amidaseaktivität, die aus einem neuen psychrophilen (unter kalten Temperaturen wachsender) Stamm der Gattung Nesterenkonia isoliert wurde, der aus Böden der Trockentäler der Antarktis stammt.[16] Kälteaktive Amidasen haben bisher noch keine kommerzielle Anwendung gefunden, doch besteht weiterhin großes Interesse an den Anwendungen kälteaktiver Enzyme. Das Hauptaugenmerk liegt dabei auf Industriesektoren, in denen die Verarbeitung bei niedrigen Temperaturen von Vorteil ist, am häufigsten in der Lebensmittel- und Getränkeindustrie sowie bei einigen chemischen Biotransformationen.[2]
Systematik
[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]Nesterenkonia zählt zur Familie Micrococcaceae innerhalb der Klasse Actinomycetes. Der Gattungsname wurde zu Ehren Olga Nesterenko, einer ukrainischen Mikrobiologin, gewählt. Die Gattung wurde im Jahr 1995 von Ernst Stackebrandt und Kollegen neu eingeführt, hier wurde die zuvor als Micrococcus halobius geführt Art in die neu aufgestellte Gattung verschoben. Die phylogenetische Vermischung von Micrococcus- und Arthrobacter-Arten war eines der ersten Ergebnisse der Katalogisierung mittels 16S-rRNA-Oligonukleotiden.[1] Diese Studie bestätigte Untersuchungen zur chemotaxonomischen Heterogenität der Gattung Micrococcus. Als nahezu vollständige 16S-rRNA-Gensequenzen verfügbar wurden, war Micrococcus lylae die einzige Art, die phylogenetisch eng mit der Typusart Micrococcus luteus verwandt war.[17] Das Fehlen einer engen Verwandtschaft mit anderen Micrococcus-Arten könnte die niedrigen DNA-DNA-Hybridisierungswerte erklären, die zwischen den Paaren Micrococcus luteus und Micrococcus varians sowie zwischen Micrococcus luteus und Micrococcus kristinae gefunden wurden.[18] Einige Micrococcus- Arten wurden zuvor oder später als Mitglieder von Deinococcus, Stomatococcus und Arthrobacter neu klassifiziert.[19][20][21] Andere Arten von Micrococcus bildeten separate phylogenetische Linien, die auf der Grundlage chemotaxonomischer Eigenschaften den Gattungen Nesterenkonia (für Micrococcus halobius), Kocuria (für Micrococcus varians), Kytococcus (für Micrococcus sedentarius) und Dermacoccus (für Micrococcus nishinomyaensis) zugeordnet wurden.[22][1]
Nesterenkonia halobia ist die am besten untersuchte Art. Insgesamt wurden 150 taxonomische Eigenschaften von sechs Stämmen untersucht, die aus Teichen einer Saline in Huelva, Spanien, isoliert wurden.[23][24] DNA-DNA-Ähnlichkeitsstudien zwischen diesen Isolaten und dem Typstamm Nesterenkonia halobia ATCC 21727T ergaben Übereinstimmungen von 72–100 %. Die 16S-rRNA-Gensequenzähnlichkeit zwischen Nesterenkonia halobia ATCC 21727T und einem Vertreter der Isolate betrug 99,1 %. Trotz der hohen genomischen Ähnlichkeiten wurden Unterschiede in physiologischen Tests festgestellt, die auch in der Originalstudie von Onishi und Kamegura im Jahr 1972 am Typstamm durchgeführt wurden.[1][25] Die Unterschiede zeigten sich u. a. bei der Säurebildung aus einigen Kohlenhydraten sowie beim Voges-Proskauer-Test.[1]

Die Sequenzanalyse des 16S-rRNA-Gens der Typstämme deutet auf eine eng verwandten Artengruppe hin: Nesterenkonia sandarakina, N. jeotgali, N. lutea und N. halotolerans mit mehr als 99,2 % Sequenzähnlichkeit. Diese Arten besitzen D-Asparaginsäure als diagnostische Aminosäure in der Interpeptidbrücke des Peptidoglykans (Mureinschicht). Die anderen Arten, die durch D-Glutaminsäure in der Interpeptidbrücke des Peptidoglykans charakterisiert sind, sind weniger eng verwandt (>96,1–<97,1 % Sequenzähnlichkeit). Der auffälligste chemotaxonomische Unterschied zwischen Nesterenkonia lacusekhoensis und den anderen Arten ist das Fehlen der Monocarbonsäure Glycin in der Interpeptidbrücke. DNA-DNA-Hybridisierungswerte liegen für alle Typstämme vor, jedoch nicht zwischen N. aethiopica und N. jeotgali, da diese Arten parallel beschrieben wurden. Nesterenkonia sandarakina Stamm YIM 70009T und N. lutea YIM 70081T wiesen eine Ähnlichkeit von 45,2 % auf, während N. halotolerans YIM 70084T Ähnlichkeiten von 43,3 % bzw. 39,1 % mit diesen Typstämmen zeigte. Mithilfe der Mikrotiterplattenmethode von Ezaki et al. wurde für Nesterenkonia jeotgali JG-241T eine DNA-Verwandtschaft von 11–53 % mit sechs Typstämmen der Gattung ermittelt. Nesterenkonia halotolerans, N. sandarakina und N. lutea wiesen die höchste DNA-Verwandtschaft sowie hohe Ähnlichkeiten im 16S-rRNA-Gen zu N. jeotgali JG-241T. Die spektrophotometrische Hybridisierungsmethode ergab, dass N. aethiopica DSM 17733T die höchsten Reassoziationswerte mit N. lacusekhoensis DSM 12544T (57–64 %), N. halobia DSM 20541T (49 %) und N. xinjiangensis DSM 15475T (29–36 %) aufwies. Diese Werte korrelieren mit den Sequenzähnlichkeiten zwischen den Typstämmen.[1]
Die Gattung ist eng mit Yaniella, die heute zur Familie Yaniellaceae gehört, verwandt.[1][26][27]
Es folgt eine Liste mit einigen Arten:[28]
- Nesterenkonia aerolata Song et al. 2024
- Nesterenkonia aethiopica Delgado et al. 2006
- Nesterenkonia alba Luo et al. 2009
- Nesterenkonia alkaliphila Zhang et al. 2015
- Nesterenkonia aurantiaca Finore et al. 2016
- Nesterenkonia cremea Sultanpuram et al. 2017
- "Nesterenkonia ebinurensis" Anwar et al. 2021
- Nesterenkonia endophytica Li et al. 2018
- Nesterenkonia flava Luo et al. 2008
- Nesterenkonia haasae Wang et al. 2022
- Nesterenkonia halobia (Onishi and Kamekura 1972) Stackebrandt et al. 1995
- Nesterenkonia halophila Li et al. 2008
- Nesterenkonia halotolerans Li et al. 2004
- Nesterenkonia jeotgali Yoon et al. 2006
- Nesterenkonia lacusekhoensis Collins et al. 2002
- Nesterenkonia lutea Li et al. 2005
- Nesterenkonia maliinae Salinas-García and Priemé 2026
- Nesterenkonia marinintestina Zhao et al. 2025
- Nesterenkonia massiliensis Edouard et al. 2016
- Nesterenkonia muleiensis Wang et al. 2020
- Nesterenkonia natronophila Machin et al. 2019
- Nesterenkonia pannonica Borsodi et al. 2017
- Nesterenkonia populi Liu et al. 2015
- Nesterenkonia rhizosphaerae Wang et al. 2014
- Nesterenkonia salmonea Zhang et al. 2020
- Nesterenkonia sandarakina Li et al. 2005
- Nesterenkonia sedimenti Xie et al. 2022
- Nesterenkonia sphaerica Zhang et al. 2020
- "Candidatus Nesterenkonia stercoripullorum" Gilroy et al. 2021
- Nesterenkonia suensis Govender et al. 2013
- Nesterenkonia xinjiangensis Li et al. 2004
Einzelnachweise
[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]- 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 Erko Stackebrandt: Nesterenkonia In: Bergey's Manual of Systematics of Archaea and Bacteria. 1. Auflage. Wiley, 2015, ISBN 978-1-118-96060-8, doi:10.1002/9781118960608.gbm00122.
- 1 2 Syed G. Dastager, Srinivasan Krishnamurthi, N. Rameshkumar, Mahesh Dharne: The Family Micrococcaceae. In: The Prokaryotes. Springer Berlin Heidelberg, Berlin, Heidelberg 2014, ISBN 978-3-642-30137-7, S. 455–498, doi:10.1007/978-3-642-30138-4_168.
- ↑ Eliana Valentina Machin, Mipeshwaree Devi Asem, Nimaichand Salam, Andrés Iriarte, Mauricio Langleib, Wen-Jun Li, Rodolfo Javier Menes: Nesterenkonia natronophila sp. nov., an alkaliphilic actinobacterium isolated from a soda lake, and emended description of the genus Nesterenkonia. In: International Journal of Systematic and Evolutionary Microbiology. Band 69, Nr. 7, 1. Juli 2019, ISSN 1466-5026, S. 1960–1966, doi:10.1099/ijsem.0.003409 (microbiologyresearch.org [abgerufen am 20. August 2026]).
- ↑ Shuang Wang, Lei Sun, Dan Wei, Nimaichand Salam, Bao-Zhu Fang, Zhou-Yan Dong, Xiao-Yu Hao, Mingyi Zhang, Zhe Zhang, Wen-Jun Li: Nesterenkonia haasae sp. nov., an alkaliphilic actinobacterium isolated from a degraded pasture in Songnen Plain. In: Archives of Microbiology. Band 203, Nr. 3, April 2021, ISSN 0302-8933, S. 959–966, doi:10.1007/s00203-020-02073-w (springer.com [abgerufen am 20. August 2026]).
- 1 2 Li Li, Yan-Qiong Li, Yu-Song Fu, Hui Zhang, Dalal Hussien M. Alkhalifah, Nimaichand Salam, Wael N. Hozzein, Mipeshwaree Devi Asem, Wen-Jun Li: Nesterenkonia endophytica sp. nov., isolated from roots of Glycyrrhiza uralensis. In: International Journal of Systematic and Evolutionary Microbiology. Band 68, Nr. 8, 2018, ISSN 1466-5034, S. 2659–2663, doi:10.1099/ijsem.0.002905 (microbiologyresearch.org [abgerufen am 20. August 2026]).
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- ↑ E. Stackebrandt, C. Koch, O. Gvozdiak, P. Schumann: Taxonomic Dissection of the Genus Micrococcus: Kocuria gen. nov., Nesterenkonia gen. nov., Kytococcus gen. nov., Dermacoccus gen. nov., and Micrococcus Cohn 1872 gen. emend. In: International Journal of Systematic Bacteriology. Band 46, Nr. 1, 1. Januar 1996, ISSN 0020-7713, S. 366–366, doi:10.1099/00207713-46-1-366.
- ↑ R. R. Mota, M. C. Marquez, D. R. Arahal, E. Mellado, A. Ventosa: Polyphasic Taxonomy of Nesterenkonia halobia. In: International Journal of Systematic Bacteriology. Band 47, Nr. 4, 1. Oktober 1997, ISSN 0020-7713, S. 1231–1235, doi:10.1099/00207713-47-4-1231.
- ↑ Matthew D Collins, Paul A Lawson, Matthias Labrenz, Brian J Tindall, N Weiss, Peter Hirsch: Nesterenkonia lacusekhoensis sp. nov., isolated from hypersaline Ekho Lake, East Antarctica, and emended description of the genus Nesterenkonia. In: International Journal of Systematic and Evolutionary Microbiology. Band 52, Nr. 4, 1. Juli 2002, ISSN 1466-5026, S. 1145–1150, doi:10.1099/00207713-52-4-1145.
- ↑ Wen-Jun Li, Hua-Hong Chen, Yu-Qin Zhang, Peter Schumann, Erko Stackebrandt, Li-Hua Xu, Cheng-Lin Jiang: Nesterenkonia halotolerans sp. nov. and Nesterenkonia xinjiangensis sp. nov., actinobacteria from saline soils in the west of China. In: International Journal of Systematic and Evolutionary Microbiology. Band 54, Nr. 3, 1. Mai 2004, ISSN 1466-5026, S. 837–841, doi:10.1099/ijs.0.02935-0.
- ↑ Wen-Jun Li, Hua-Hong Chen, Chang-Jin Kim, Yu-Qin Zhang, Dong-Jin Park, Jae-Chan Lee, Li-Hua Xu, Cheng-Lin Jiang: Nesterenkonia sandarakina sp. nov. and Nesterenkonia lutea sp. nov., novel actinobacteria, and emended description of the genus Nesterenkonia. In: International Journal of Systematic and Evolutionary Microbiology. Band 55, Nr. 1, 1. Januar 2005, ISSN 1466-5026, S. 463–466, doi:10.1099/ijs.0.63281-0.
- ↑ Osvaldo Delgado, Jorge Quillaguamán, Shahrzad Bakhtiar, Bo Mattiasson, Amare Gessesse, Rajni Hatti-Kaul: Nesterenkonia aethiopica sp. nov., an alkaliphilic, moderate halophile isolated from an Ethiopian soda lake. In: International Journal of Systematic and Evolutionary Microbiology. Band 56, Nr. 6, 1. Juni 2006, ISSN 1466-5026, S. 1229–1232, doi:10.1099/ijs.0.63633-0.
- ↑ Jung-Hoon Yoon, Seo-Youn Jung, Wonyong Kim, Sun-Woo Nam, Tae-Kwang Oh: Nesterenkonia jeotgali sp. nov., isolated from jeotgal, a traditional Korean fermented seafood. In: International Journal of Systematic and Evolutionary Microbiology. Band 56, Nr. 11, 1. November 2006, ISSN 1466-5026, S. 2587–2592, doi:10.1099/ijs.0.64266-0.
- 1 2 3 R. R. Mota, M. C. Marquez, D. R. Arahal, E. Mellado, A. Ventosa: Polyphasic Taxonomy of Nesterenkonia halobia. In: International Journal of Systematic Bacteriology. Band 47, Nr. 4, 1. Oktober 1997, ISSN 0020-7713, S. 1231–1235, doi:10.1099/00207713-47-4-1231.
- ↑ Hong Kui, Huiying Luo, Pengjun Shi, Yingguo Bai, Tiezheng Yuan, Yaru Wang, Peilong Yang, Shouliang Dong, Bin Yao: Gene Cloning, Expression, and Characterization of a Thermostable Xylanase from Nesterenkonia xinjiangensis CCTCC AA001025. In: Applied Biochemistry and Biotechnology. Band 162, Nr. 4, 18. Oktober 2009, ISSN 0273-2289, S. 953–965, doi:10.1007/s12010-009-8815-5.
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- ↑ Genus: Nesterenkonia. Abgerufen am 20. August 2026 (englisch).
Weblinks
[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]- Genus: Nesterenkonia. Abgerufen am 20. August 2026 (englisch).