Chemotaxonomie ausgewählter Gram-positiver Bakterien anhand ihrer polaren Lipide, Sequenzierung ihrer 16S rDNAs und Vergleich beider Methoden

Niepel, Tanja

Es wurde die Leistungsfähigkeit von drei verschiedenen Methoden zur hochauflösenden automatisierten Identifizierung ausgewählter coryneformer Bakterien überprüft. Dazu wurden Datenbanken aus den separat analysierten Fettsäuren der Phospho- und Glykolipide und den massenspektroskopisch bestimmten polaren Lipidprofilen generiert und mit geeigneten multivariaten statistischen Verfahren ausgewertet. Weiterhin wurden die bestehenden Datenbanken der 16S rRNA/DNA-Sequenzen erweitert und ihr Potential hinsichtlich der Entwicklung gattungsspezifischer phylogenetischer Oligonukleotid-Sonden abgeschätzt. Für den Aufbau der Datenbanken wurden 130 Referenzstämme aus den Gattungen Aeromicrobium, Agromyces, Arthrobacter, Microbacterium, Cellulomonas, Curtobacterium, Nocardioides und Terrabacter polyphasisch untersucht. Es zeigte sich, daß die ausgewählten coryneformen Bakterien anhand ihrer 16S rDNA-Sequenzen differenziert und identifiziert werden konnten, wobei die erzielten Einteilungen im wesentlichen von den chemotaxonomischen Methoden unterstützt wurden. Die Analyse der Fettsäuremethylester(FAME)-Profile demonstrierte, daß die Kombination der getrennt analysierten Fettsäuren der Phospho- und Glykolipidfraktionen mit keiner höheren Auflösung verbunden war, als sie die Analyse der gesamtzellulären Fettsäuren bietet. Der Vergleich der intakten polaren Lipidprofile lieferte wichtige Hinweise auf mögliche Biomarker. Dies führte zur Identifizierung und Strukturaufklärung einer Reihe bisher nicht beschriebener Verbindungen. Eine zuverlässige Differenzierung und Identifizierung konnte jedoch in der Regel aufgrund der massenspektroskopischen Analyse der Lipidprofile nicht erfolgen. Nur einzelne Gattungen wie z.B. Cellulomonas waren durch eine einheitliche Lipidzusammensetzung gekennzeichnet.

The potentials of three different methods for the high-resolution, automated, identification of selected coryneform bacteria were examined. Therefore, databases of the analyzed fatty acids of the phospho- and glycolipids, as well as the intact polar lipids, analyzed by FAB-MS were established and interpreted with appropriate multivariate statistical methods. The existing database of coryneform bacterial 16S rRNA/DNA sequences was extended and its potential concerning the development of genus-specific probes was evaluated. A total of 130 reference strains representing the majority of the species of the genera Aeromicrobium, Agromyces, Arthrobacter, Microbacterium, Cellulomonas, Curtobacterium, Nocardioides and Terrabacter were characterized with the described polyphasic approach. The selected coryneform bacteria could be differentiated and identified clearly on the basis of their 16S rDNA sequences and, in most cases, this classification was supported by the determined chemotaxonomic parameters. In some cases, the lipid and fatty acid profiles allowed a differentiation at the strain-level. For the characterization of the coryneform strains the combination of the analyzed fatty acids of the phospho- and glycolipid fractions did not provide a higher resolution than data from whole-cell hydrolates. The comparison of the intact polar lipid profiles revealed compounds which are characteristic for taxa of the coryneform bacteria. This investigation resulted in the identification and structure elucidation of several novel compounds. However, a reliable differentiation and identification of the analyzed bacteria on the basis of the intact polar lipids remains problematic. Only the species of some genera, e.g., Cellulomonas, showed a uniform lipid composition.

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Niepel, Tanja: Chemotaxonomie ausgewählter Gram-positiver Bakterien anhand ihrer polaren Lipide, Sequenzierung ihrer 16S rDNAs und Vergleich beider Methoden. 1999.

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