{"id":143128,"date":"2026-05-06T12:04:12","date_gmt":"2026-05-06T12:04:12","guid":{"rendered":"https:\/\/www.europesays.com\/at\/143128\/"},"modified":"2026-05-06T12:04:12","modified_gmt":"2026-05-06T12:04:12","slug":"biomasse-aufbauen-membrankomplex-hilft-steinfresser-mikroorganismen-kohlendioxid-umzuwandeln","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.europesays.com\/at\/143128\/","title":{"rendered":"Biomasse aufbauen \u2013 Membrankomplex hilft Steinfresser-Mikroorganismen, Kohlendioxid umzuwandeln"},"content":{"rendered":"

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06.05.2026 13:23<\/p>\n

Biomasse aufbauen \u2013 Membrankomplex hilft Steinfresser-Mikroorganismen, Kohlendioxid umzuwandeln <\/p>\n

\n Sogenannte Steinfresser-Mikroorganismen beziehen ihre Energie zur Umwandlung von Kohlendioxid (CO2) aus anorganischen Quellen und bilden die gro\u00dfe Mehrheit der Biomasse-Produzenten. Neue Erkenntnisse erlauben nun einen Blick auf ihren Membrankomplex DAB2, der f\u00fcr die Anreicherung von CO2 verantwortlich ist. Mithilfe von Elektronenmikroskopie und Infrarotspektroskopie hat ein Forschungsteam der Universit\u00e4ten Potsdam und Marburg die Struktur von DAB2 im Schwefelbakterium Halothiobacillus neapolitanus untersucht. Ihre Ergebnisse sind in \u201eNature Communications\u201c erschienen.<\/p>\n

\n Kohlendioxid (CO2) ist ein Bestandteil der Atmosph\u00e4re und liefert das zentrale Element f\u00fcr alles Leben auf der Erde: Kohlenstoff. Eine wichtige Rolle f\u00fcr die Umwandlung von CO2 spielen sogenannte autotrophe Prim\u00e4rproduzenten, also Lebewesen wie Cyanobakterien und Pflanzen, die CO2 mithilfe der Energie aus Sonnenlicht in komplexe Kohlenhydrate \u00fcberf\u00fchren. Dabei entsteht Biomasse in Form von Glukose, St\u00e4rke und Zellulose. Im Gegensatz zu den Prim\u00e4rproduzenten bezieht die Mehrheit der Mikroorganismen ihre Energie jedoch nicht aus Sonnenlicht, sondern nutzt anorganische Quellen wie H2, CO oder diverse Schwefelverbindungen. Man bezeichnet diese Bakterien als lithotrophe Mikroorganismen \u2013 oder auch \u201eSteinfresser\u201c.
Reagiert CO2 mit Wasser, so entsteht Kohlens\u00e4ure, die zu Bikarbonat (HCO3\u2013) zerf\u00e4llt. CO2 gelangt spontan in die bakterielle Zelle und kann sie auch wieder verlassen, das geladene Molek\u00fcl HCO3\u2013 dagegen kann die \u00e4u\u00dfere H\u00fclle (Zellmembran) ohne zus\u00e4tzliche Energiezufuhr nicht \u00fcberwinden. Normalerweise stellt der Verbrauch des Molek\u00fcls ATP die Energie f\u00fcr den Transport von HCO3\u2013 in die Zelle zur Verf\u00fcgung, aber nicht so in lithoautotrophen Mikroorganismen. Diese besiedeln h\u00e4ufig extreme Habitate und d\u00fcrfen kein ATP verschwenden. Bei ihnen sorgt der Membrankomplex DAB2 daf\u00fcr, dass HCO3- direkt innerhalb der Zelle aus CO2 gebildet wird.
Das Forschungsteam aus Potsdam und Marburg ist der Frage nachgegangen, welcher Mechanismus es DAB2 erm\u00f6glicht, HCO3\u2013 gezielt und ATP-unabh\u00e4ngig in der Zelle anzureichern. \u201eMithilfe der Elektronenmikroskopie haben wir die Struktur von DAB2 aus dem Schwefelbakterium Halothiobacillus neapolitanus untersucht und konnten zeigen, dass die oben beschriebene Kohlens\u00e4urereaktion an das Konzentrationsgef\u00e4lle \u00fcber der Zellmembran gekoppelt ist\u201c, sagt Emmy-Noether-Gruppenleiter Dr. Jan Schuller von der Universit\u00e4t Marburg. \u00dcber der Zellmembran entsteht ein solches Konzentrationsgef\u00e4lle, also eine unterschiedliche Teilchenkonzentration innerhalb und au\u00dferhalb der Zelle, durch einseitige Anreicherung geladener Teilchen wie z.B. Protonen (H+). Dies stellt ein allgemeines Prinzip der biologischen Energiespeicherung dar.
\u201eZusammen mit den spektroskopischen Daten haben wir eine Theorie entwickelt, der zufolge lithoautotrophe Mikroorganismen das Konzentrationsgef\u00e4lle \u00fcber der Zellmembran nutzen, um eine ATP-unabh\u00e4ngige Umwandlung von CO2 nach HCO3\u2013 zu katalysieren\u201c, erg\u00e4nzt Dr. Sven Stripp von der Universit\u00e4t Potsdam, der am Institut f\u00fcr Chemie eine Heisenberg-Gruppe leitet. Dadurch ist der Energiehaushalt dieser Mikroorganismen in maximaler Weise effizient und erm\u00f6glicht den Steinfressern, auch unter lebensfeindlichen Bedingungen Biomasse aufzubauen. <\/p>\n

Link zur Publikation: Lo, Y.K., Seletskiy, M., Bohn, S., Deobald, D., Glatter, T., Stripp, S.T, Schuller, J.M. Structural basis of membrane potential coupled vectorial CO\u2082 hydration by the DAB2 complex in chemolithoautotrophs. Nat Commun 17, 4071 (2026). https:\/\/doi.org\/10.1038\/s41467-026-72558-7<\/a> <\/p>\n

Fotos:
Abbildung 1: Dr. Sven Stripp bei der Auftragung der Proteinprobe f\u00fcr das spektroskopische Experiment. Foto: Thomas Roese
Abbildung 2: Auswertung der Infrarotabsorbtion am Computer. Foto: Thomas Roese<\/p>\n

Kontakt:
Dr. habil. Sven T. Stripp, AG Spektroskopie und Biokatalyse
Institut f\u00fcr Chemie
Tel.: 0331\/977-5236
E-Mail: sven.stripp@uni-potsdam.de<\/p>\n

Medieninformation 06-05-2026 \/ Nr. 035
Dr. Stefanie Mikulla<\/p>\n

Universit\u00e4t Potsdam
Referat Presse- und \u00d6ffentlichkeitsarbeit
Am Neuen Palais 10
14469 Potsdam
Tel.: 0331\/977-1474
Fax: 0331\/977-1130
E-Mail: presse@uni-potsdam.de
Internet: www.uni-potsdam.de\/presse\n <\/p>\n

Wissenschaftliche Ansprechpartner:<\/p>\n

Dr. habil. Sven T. Stripp, AG Spektroskopie und Biokatalyse
Institut f\u00fcr Chemie
Tel.: 0331\/977-5236
E-Mail: sven.stripp@uni-potsdam.de<\/p>\n

Originalpublikation:<\/p>\n

Lo, Y.K., Seletskiy, M., Bohn, S., Deobald, D., Glatter, T., Stripp, S.T, Schuller, J.M. Structural basis of membrane potential coupled vectorial CO\u2082 hydration by the DAB2 complex in chemolithoautotrophs. Nat Commun 17, 4071 (2026). https:\/\/doi.org\/10.1038\/s41467-026-72558-7<\/a><\/p>\n

Weitere Informationen:<\/p>\n

https:\/\/www.uni-potsdam.de\/de\/nachrichten\/detail\/2026-05-06-biomasse-aufbauen-me…<\/a><\/p>\n

Bilder<\/p>\n

\"Dr.<\/a>
\n<<\/a>
Dr. Sven Stripp bei der Auftragung der Proteinprobe f\u00fcr das spektroskopische Experiment.
Quelle: Thomas Roese
Copyright: Thomas Roese<\/p>\n

\"Auswertung<\/a>
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Auswertung der Infrarotabsorbtion am Computer.
Quelle: Thomas Roese
Copyright: Thomas Roese<\/p>\n

\n Merkmale dieser Pressemitteilung:
\n Journalisten, Wissenschaftler
Biologie, Chemie
\u00fcberregional
Forschungsergebnisse
Deutsch\n <\/p>\n

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Zur\u00fcck<\/a><\/p>\n

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