Desulfovibrio diazotrophicus

Desulfovibrio diazotrophicus ist eine Bakterienart. Sie zählt zu den sulfatreduzierende Bakterien und kommt im Darm von Menschen vor, die Erstbeschreibung beruht auf Stuhlproben mehrerer chinesischen Freiwilligen. Das Bakterium ist zur Stickstofffixierung fähig, hierbei nimmt es elementaren Stickstoff aus der Umgebung auf und bildet hieraus Ammonium, die im weiteren Stoffwechsel genutzt werden. Hierauf deutet auch der Artname, D. diazotrophicus hin, Diazotrophie ist die Fähigkeit, elementaren Stickstoff als Stickstoffquelle zu nutzen. Untersuchungen weisen darauf hin, dass die Stickstofffixierung von Desulfovibrio diazotrophicus auch in der Darmumgebung aktiv ist.^[1] Desulfovibrio diazotrophicus ist das erste aus Menschen isolierte sulfatreduzierende Bakterium, das nachweislich Stickstoff fixiert.

Es handelt sich um ein gramnegatives, leicht gekrümmtes Stäbchen (Vibrio-Form) bis hin zu spirochätenähnlichen Formen mit einer Länge von 1,4 bis 5 µm. Sie weisen nur manchmal lophotrichöse (über den ganzen Zellkörper verteilte) Flagellen auf.

Beobachtungen von Kügelchen im Mikroskop weisen darauf hin, das Desulfovibrio diazotrophicus wahrscheinlich Polyhydroxyalkanoate als Energiespeicher nutzt.^[1]

Desulfovibrio diazotrophicus wächst nur unter Sauerstoffausschluss (anaerob) und nutzt die Sulfatatmung zur Energiegewinnung. Es nutzt hier Sulfat unter Verwendung von Wasserstoff, Kohlenmonoxid oder Alkohole als Elektronendonatoren. Es kann Stickstoff fixieren. Es nutzt verschiedene Zucker und verschiedene Säuren, wie z. B. L-Rhamnose, D-Fructose, L-Fucose, D-Galacturonsäure, Palatinose, Brenztraubensäure (Pyruvat), Methylpyruvat und Glucose. Das Temperaturoptimum für das Wachstum liegt bei 37 °C. Es wächst bei einem pH-Wert zwischen 4,5 und 6,5 (das Optimum liegt bei 5,9 pH).

Desulfovibrio diazotrophicus wurde im Jahr 2021 von Lizbeth Sayavedra und Mitarbeitern zuerst beschrieben. Sie zählt zu der Familie Desulfovibrionaceae innerhalb der Ordnung Desulfovibrionales der Klasse Desulfovibrionia.

Beim Menschen stammt der größte Teil des benötigten Stickstoffs aus unserer Ernährung, aber Stickstofffixierung kann auch im Mikrobiom stattfinden. Der Darm von Säugetieren ist stickstoffarm, und der Wirt kann die Menge des für das Mikrobiom verfügbaren Stickstoffs steuern. Stickstofffixierende Bakterien nehmen hier eine ökologische Nischen ein, die für andere Bakterien nicht zugänglich sind.^[2] In einer Untersuchung der Stickstofffixierung durch Mikroben im Darm wurden allerdings keine Hinweise darauf gefunden, dass die Stickstofffixierungsaktivität wesentlich zur Stickstoffbilanz des Wirts beiträgt.^[3]

Sulfatreduzierende Bakterien (SRB) gedeihen im Darm und setzen dabei Schwefelwasserstoff (H₂S) als Produkt der Sulfatreduktion frei. H₂S ist ein starkes Toxin und wird mit chronischen Darmerkrankungen und Entzündungen des Dickdarms in Verbindung gebracht. Ebenso wurde das Vorhandensein einiger Desulfovibrio-Arten mit chronischer Parodontitis, Zelltod und entzündlichen Darmerkrankungen wie Colitis ulcerosa und Morbus Crohn in Verbindung gebracht. Die schädliche Rolle von SRB ist jedoch nicht eindeutig geklärt. H₂S kann auch als Signalmolekül oder Energiequelle für Mitochondrien fungieren. Darüber hinaus tragen SRB durch die Verwendung von Wasserstoff zur effizienten Energiegewinnung und vollständigen Oxidation von Substraten bei, die von fermentativen Bakterien produziert werden. SRB könnten daher eine doppelte Rolle innerhalb des Darmmikrobioms spielen.

1. ↑ ^{a b} Lizbeth Sayavedra, Tianqi Li, Marcelo Bueno Batista, Brandon K. B. Seah, Catherine Booth, Qixiao Zhai, Wei Chen, Arjan Narbad: Desulfovibrio diazotrophicus sp. nov., a sulfate‐reducing bacterium from the human gut capable of nitrogen fixation. In: Environmental Microbiology. Band 23, Nr. 6, Juni 2021, ISSN 1462-2912, S. 3164–3181, doi:10.1111/1462-2920.15538 (wiley.com [abgerufen am 19. November 2025]). 
2. ↑ A nitrogen-fixing bacterium in the gut microbiome; introducing Desulfovibrio diazotrophicus. In: Quadram Institute. Abgerufen am 31. Dezember 2025 (britisches Englisch). 
3. ↑ Katsura Igai, Manabu Itakura, Suguru Nishijima, Hirohito Tsurumaru, Wataru Suda, Takumi Tsutaya, Eriko Tomitsuka, Kiyoshi Tadokoro, Jun Baba, Shingo Odani, Kazumi Natsuhara, Ayako Morita, Minoru Yoneda, Andrew R. Greenhill, Paul F. Horwood, Jun-ichi Inoue, Moriya Ohkuma, Yuichi Hongoh, Taro Yamamoto, Peter M. Siba, Masahira Hattori, Kiwamu Minamisawa, Masahiro Umezaki: Nitrogen fixation and nifH diversity in human gut microbiota. In: Scientific Reports. Band 6, Nr. 1, 24. August 2016, ISSN 2045-2322, doi:10.1038/srep31942, PMID 27554344, PMC 4995403 (freier Volltext) – (nature.com [abgerufen am 31. Dezember 2025]). 

• LPSN - Species: Desulfovibrio diazotrophicus. Abgerufen am 31. Dezember 2025 (englisch). 
• NCBI