Phylum Proteobacteria

Phylum Proteobacteria
The Largest and most metabolically diverse of all bacteria
Reni Wijayanti
Venessa Alia
Annisa Kurnia Maulida
10407040
10407032
10407040
Phylogenetic Tree of Bacteria
Phylum Proteobacteria

Proteobacteria termasuk salah satu divisi terbesar pada prokariot dan pada umumnya
merupakan bakteri gram negatif.

Komponen utama dinding selnya adalah Lipopisakarida, yang menyebabkan bakteri ini
terrwarnai negatif.

Fisiologi bakteri pada filum ini beragam yaitu hidup secara anaerobic, microaerophilic, dan
facultatively aerobic

Secara morfologi bentuk selnya : : straight, curved rods, cocci, spirilla, budding, dan
appenges forms.

Dalam mendapatkan energi juga sangat beragam yaitu dengan Kemolitotrof,
Kemoorganotrof, dan secara fototrofik.

Phylogenetic tree of proteobacteria based 16 S rRNA
Taxonomy
Phylum
Proteobacteria
Alfaproteobacteria
Betaproteobacteria
Gammaproteobacteria
Deltaproteobacteria
Epsilonproteobacteria
…Taxonomy
Proteobacterial Class
Alpha
Beta
Gamma
Delta
Epsilon
Table : Beberapa genus terpilih, karakteristik umum, dan beberapa perbedaan antara kelima kelas dari proteobakteria
Alphaproteobacteria
Alphaproteobacteria
•
•
•
•
•
Pada kelas ini diketahui terdapat 140 genus dan 425 spesies yang secara
morfologi dan metabolismebya sangat beragam ( Extremely diverse)
Pada umumnya spesies yang termasuk kelas ini berbentuk batang, namun
terdapat juga yang berbentuk cocci dan curved, spiral, stalked, budding, dan
prostheace.
Beberapa merupakan bakteri Phototropic purple nonsulfur (PNS), misalnya
Rhodospirillum dan Rhodobacter. Kemolitotrof, misalnya Nitrobacter atau juga
Kemoorganotrof, misalnya Sphingomonas dan Brucella.
Beberapa anggota kelas ini hidup berasosiasi dengan Eukariot, dan juga
bersifat patogen pada manusia dan hewan , contohnya Brucella atau pada
tumbuhan, misalnya Agrobacterium.
Terdapat juga yang menguntungkan, misalnya yang bersimbiosis dengan akar
tanaman Leguminous (Rhizobium dan Bradyrhizobium) atau yang berperan
dalam fiksasi nitrogen dari atmosfer
Phylogenetic tree of Alphaproteobacteria
Acetobacter
Brucella
Argobacterium
Important genus in
Alphaproteobacteria
Rickettsia
Rhodospirillum
Gluconobacter
Rhodobacter
Methylobacterium
Acetobacter
•
•
•
Merupakan Famili dari Acetobacteraceae.
Penghasil asam asetat, ditandai dengan kemampuannya mengubah
etanol (alkohol) menjadi asam asetat (asam cuka) dengan bantuan
udara.
Acetobacter dikenali dengan mudah dengan pertumbuhan koloninya di
medium yang mengandung 7% etanol, dan ditambahi kalsium karbonat
secukupnya untuk medium sebagian memburamkan.
Acetobacter
Rickettsia
Karakteristik :
• Genus Rickettsia dibagi menjadi typhus and spotted fever groups.
• Merupakan anggota dari famili Rickettsiaceae, dimana tumbuh di
sitoplasma atau nukleus host cell nya(Eukariot).
• Bersifat parasit intaseluler obligat
• Menyebabkan Typus dan Rocky Mountain spotted fever.
Dr. Ricketts
Rickettsia rickettsii






Menyebabkan “ Rocky Mountain spotted fever”.
Mempunyai siklus hidup yang sangat kompleks yang melibatkan dua inang
berbeda ( mamalia dan “tick”)
Gram negatif, Non-motile, Berbentuk cocobacillus dengan ukuran 0.3 sampai
0.7 mcm.
Sulit dilihat, kecuali dengan pewarnaan khusus, tetapi dapat divisualisasikan
menggunakan pewarnaan Giemsa (Giemsa stainning)
R.rickettsii mempunyai ribosom dan single circular chromosome yang berada
pada sitosol amorphous yang dikelilingi oleh membran plasma.
Mempunyai Microcapslular yang terdapat pada permukaan luar dinding
selnya.
Rickettsia rickettsii
Methylobacterium
Cell Structure and Metabolism
•
•
•
•
•
Facultative methylotroph .
Tumbuh pada methylamine, methanol, C2, C3,
and C4 compounds, termasuk methanol yang
dikeluarkan oleh stomata tumbuhan.
Non-motile rod-shaped dan aerob obligat
Disebut juga PPFMs - pink-pigmented
facultative methylotrophs.
Diketahui dapat menstimulasi perkecambahan
biji
dan
perkembangan
tumbuhan,
dimungkinkan
karena
memproduksi
Phytohormone.
Electron micrograph of a colony
of Methylobacterium strain FM4
on a methylamine agar medium
showing a film covering the
colony.
….Methylobacterium
Ecology
•
Beberapa strain
Methylobacterium strains diketahui merupakan flora normal pada, contohnya
Brevibacterium linens.
•
Methylobacterium biasanya terdapat pada tanah dan permukaan daun dan bagian lain pada tumbuhan.
•
Methylobacterium ditemukan juga terdapat didalam mulut (Isolated from , supra- and subgingival plaques )
•
Methylobacterium membentuk “strong cohesive mat “ pada permukaan bahan bakar atau air, Misalnya
terjadi pada tanki-tangki penampung “distillate fuel-oils”
•
Chemofilms menginisiasi pembentukan biofilm. Chemofilm ini sangat kaya nitrogen.
Methylobacterium forming a cohesive
mat at a fuel/water interface.
Wetland rice being harvested
Species
• Methylobacterium podarium
Membutuhkan substrat berupa Methanethiol dan dimethylsulphide.
Natural human foot microflora.
• Methylobacterium thiocyanatum
Tumbuh pada tounge, supra- and subgingival plaques
•
•
•
•
•
•
Methylobacterium adhaesivum;
M. aminovorans
M. aquaticum
M. chloromethanicum
M. dichloromethanicum
M. extorquens
Rhodospirillum
Description and Significance
•
•
Rhodospirillum rubrum merupakan “purple nonsulfur bacterium” yang dapat tumbuh secara
aerobik dan anaerobik.
Mempunyai kemampuan untuk hidup dengan respirasi selular, fermentasi, fotosintesis atau
fotoautotrof.
Cell Structure and Metabolism
•
•
•
•
Gram-negative, motile, spiral-shaped bacteria.
Anaerobically, bakteri ini menggunakan fermentation or photosynthesis untuk menghasilkan
energi.
In aerobic conditions menggunakan suksinat dan fruktosa secara spontan.
Jika tidak tersedia fruktosa, bakteri ini hanya memproduksi 20% “photosynthetic
membranes”
…Rhodospirillum
Ecology
•
•
•
Secara umum dapat ditemukan pada lingkungan marine. Beberapa dapat
ditemukan di tanah dan lumpur
Tempat yang bercahaya
Rhodospirillum centenum dapat membentuk “Swarm colonies” yang secara
cepat menjauh atau mendekati cahaya dengan menggunakan lateral flagella,
dan kemotaksis
Species:
•
Rhodospirillum centenum, R. photometricum, R. rubrum,
Rhodospirillum centenum
Aplikasi dalam Industri dan Biteknologi
Tabel : Beberapa Genus penting alphaproteobakteria yang
dapat menghasilkan produk dalam industri
Betaproteobacteria
• Sangat beragam dari segi metabolisme, morfologi
maupun ekologi
• Setidaknya terdapat 75 genus dan 220 spesies
• Termasuk beberapa purple nonsulfur phototroph,
chemolitotroph, methylotroph, chemoorganotroph,
pemfiksasi nitrogen, juga patogen penting bagi manusia,
hewan dan tumbuhan
• Bentuk morfologinya beragam (batang, cocci, spiral,sel
sheated)
• Aerob atau fakultatif
• Banyak ditemukan di lingkungan seperti air limbah atau
tanah
Genus: Ralstonia
• Gram negatif
• Bakteri mengoksidasi hidrogen dan menggunakan CO2
sebagai sumber karbon (Chemolithoautotroph)
• Reaksi Knallgas:
H2 + O2 H2O
• Fakultatif chemolithotroph
dapat tumbuh secara chemoorganotroph, dengan bahan
organik sebagai sumber energi
• Nama Genus Ralstonia muncul pada tahun 1995, dengan R.
pickettii sebagai type spesies
Contoh spesies: Ralstonia eutropha
Ralstonia eutropha
• Sekitar tahun 1970, R. eutropha diperhitungkan
sebagai kandidat produksi single cell protein.
• Memproduksi Poly(3-hydroxybutyric acid) atau
PHB. Polyester yang renewable ini digunakan
sebagai bahan baku plastik biodegradable dan
secara bioteknologi banyak diminati.
Gammaproteobacteria
Gammaproteobacteria
• Setidaknya terdapat 180 genus dan 750 spesies (grup
proteobacteria yang terbesar)
• Terdiri dari kelompok bakteri yang penting secara medis
dan science, seperti Enterobacteriaceae, Vibrionaceae,
dan Pseudomonadaceae.
• Sejumlah patogen penting, seperti Salmonella spp.
(enteritis dan demam typhoid), Yersinia pestis (penyakit
pes), Vibrio cholerae (cholera), Pseudomonas aeruginosa
(infeksi paru-paru atau cystic fibrosis), dan Escherichia
coli (meracuni makanan).
• Beberapa Gammaproteobacteria adalah pengoksidasi
metana dan banyak diantara mereka bersimbiosis dengan
hewan geothermic ocean vent.
Enteric bacteria  Enterobacteriaceae
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
Famili dengan anggota genus terbanyak
Fakultatif aerob
Gram negatif
Bentuk batang, dengan ukuran 0.3-1.0 x 1.0-6.0µm
Nonsporulasi
Beberapa nonmotil atau motil dengan peritrichous flagella
Beberapa memiliki kapsul
Oksidase negatif, catalase positif
Mampu memfermentasi karbohidrat menjadi beragam
produk akhir  mixed acid dan 2,3 butanediol
Kebanyakan bakteri ini adalah patogen terhadap
manusia, hewan maupun tumbuhan
Beberapa genus yang penting: Escherichia, Salmonella,
Shigella, Proteus, Enterobacter, Klebsiella, Serratia,
Yersinia
Salmonella
Genus: Escherichia
• Hampir semua anggota dari genus ini hidup di usus manusia atau
hewan berdarah panas lainnya.
• Berperan dalam pemberian nutrisi pada saluran usus melalui
Escherichia coli
sintesis vitamin, terutama vitamin K
• Beberapa strain Escherichia bersifat patogen
Contoh spesies: Escherichia coli
• Organisme model
• Bakteri yang predominan di usus
• Membentuk struktur K antigen (penempelan dan kolonisasi sel pada
usus halus) dan enterotoxin
• Digunakan sebagai organisme indikator terhadap keberadaan fekal
pada air dan makanan
Genus: Vibrio
•
•
•
•
•
•
Gram negatif, batang
Vibrio cholera
Habitat: air laut
Fakultatif anaerob
Aktivitas oksidase positif
Motil dan memiliki polar flagella
Beberapa spesies Vibrio adalah patogen penting
bagi manusia, seperti Vibrio cholera, Vibrio
parahaemolyticus, Vibrio vulnificus
• Ada pula yang bersifat zoonosis.
Vibrio fischeri
• Curved rod, 1-3µm
• Biasanya ditemukan di:
air laut (1-100 sel per ml), bersimbiosis
dengan hewan laut (Angler Fish, Flashlight
Fish, Bobtail Squid)
• Bioluminecent bacteria:
dapat memproduksi cahaya
Bioluminescence
Terdapat 5 gen yang
berperan dalam
Bioluminescence V.
fischeri, yaitu luxCDABE,
yang diregulasi oleh luxR
dan luxI.
Dapat memproduksi
cahaya saat berada dalam
densitas sel yang tinggi →
Quorum Sensing
Emisi cahaya terjadi akibat
oksidasi bahan organik
yang dikatalis oleh enzim
luciferase
Dapat digunakan sebagai
indikasi toksisitas air
Deltaproteobacteria
Deltaproteobacteria terdiri dari 60 genera berbeda dan 160species
yang dirangkum dalam tabel berikut:
Deltaproteobacteria
1.
2.
3.
4.
Group utama dari deltaproteobacteria:
Bdellovibrio bersifat sebagai predator prokariot
lainprokariot yang merupakan predator bagi prokariot
lain
Myxobacteriamemiliki siklus hidup kompleks dan
dapat menghasilkan struktur “fruiting body”
Bakteri pereduksi sulfat (Nama genusnya biasanya
diawali Desulfo- )
Bakteri yang memfermentasi propionat
(Synthrophobacter) atau benzoat (Synthrophus)
menjadi asetat, CO2 dan Hidrogen
Bdellovibrio
Myxobacteria
Desulfufibrio
Syntrophobacterales
Myxobacteria
•
Aerob obligat,
chemoorganotrophic,bergerak
dengan cara gliding
(meluncur),dapat membentuk sel
vegetatif, berbentuk batang, gram
negatif, cooperative motility
(swarming)
•
Kebanyakan mesofil, namun ada
juga spesies yang psikrofil, alkalifil
dan acidofil
•
Memenuhi kebutuhan nutrisinya
dengan melisiskan bakteri lain
•
Terdapat di berbagai habitat:
tanah sumber organik material
seperti kayu dan tumbuhan yang
telah mati
Keunikan Myxobacteria
• Memiliki genom yang sangat besar dibandingkan
bakteri lain  Myxococcus xanthus memiliki
kromosom tunggal 9,2 MBp (dua kali E.coli)
• Menghasilkan metabolit yang berpotensi digunakan
sebagai antibiotik menghasilkan corallopyronins
(dapat menghambat sintesis RNA bakteri), Sorangium
cellulosum menghasilkan epothilones yang memiliki
aktifitas antineoplastic.
• Sampai saat ini, Myxobacteria dinilai sebagai
prokariot yang memiliki kebiasaan dan siklus hidup
paling komples diantara prokariot-prokariot lainnya 
sangat menarik untuk dipelajari
Siklus Hidup Myxobacteria
Ketika nutrisi di lingkungan
sedikit, sel-sel Myxobacteria
beragregasi membentuk badan
buah. Proses ini berkaitan
dengan
adanya
gerakan
kemotaksis dan sinyal-sinyal
molekular.
Selama
menjadi
badan buah, sel merupakan sel
vegetatif yang berbentuk batang
dan menghasilkan myxospores
yang memiliki dinding sel yang
tebal. Myxospores ini analog
dengan spora-spora yang ada
pada organisme lain. Fungsinya
untuk mempertahankan diri pada
saat kondisi nutrisi di lingkungan
sedikit.
Bdellovibrio
• Merupakan predator bagi bakteri gram negatif (Bdello:
penghisap atau lintah)
• Banyak terdapat di alam, telah berhasil diisolasi dari
limbah, tanah, freshwater, dan lingkungan laut
• Berbentuk batang (sekitar 1 mikrometer), bergerak
menggunakan flagel dengan kecepatan sekitar 160
mikrometer per detik atau lebih dari 100 kali panjang
selnya
• Siklus hidupBiphasic Life Cycle (Fase penyerangan
ekstraselular dengan flagel dan Fase reproduktif
intraseluler tanpa flagel)
• Kadouri dan O’Toole
pada tahun 2005
menemukan bahwa
Bdellovibrio dapat
digunakan untuk
menyerang biofilm
• Dari sekuen genom
bakteri ini diketahui
bahwa Bdellovibrio
memiliki sekitar 200 gen
yang mengodekan
berbagai pprotein yang
digunakan untuk
memecah molekul
berbagai senyawa
organik penyusun
membran atau dinding
sel berbagai bakteri
Siklus hidup Bdellovibrio
1= Bdellovibrio pertama-tama
akan menempel pada
membran plasma bakteri
mangsanya
2 = Masuk ke dalam ruang
periplasma
3-5 = Membentuk struktur
yang disebut bdelloplast dan
memulai menggunakan
nutrien dari sitoplasma
bakteri mangsanya
6-7 = Setelah nutrien tersebut
habis, bdelloplast akan
terbagi – bagi menjadi
beberapa Bdellovibrio baru
yang kemudian mengalami
maturasi
8 = Bdellovibrio baru
memecah sel bakteri
mangsanya untuk keluar dan
mencari mangsa baru.
Epsilonproteobacteria
Epsilonproteobacteria
• Merupakan kelas Proteobacteria yang paling kecil (6 genus,
50 spesies)
• Ditemukan di berbagai habitat di alam (marine dan terestrial).
• Jumlah dan kemampuan metabolisme Epsilonproteobacteria
(khususnya genus Sulfospirillum dan Thiovulvum) memiliki
peranan penting dalam ekologimampu mentransformasi
sulfur
• Kebanyakan spesiesnya bersifat mikroaerofilik, autotrof,
menggunakan H2, format,sulfida atau thiosulfat sebagai
elektron danor dengan nitrit, oksigen atau sulfur sebagai
akseptor elektron (tergantung spesiesnya), motil (corkscrewlike motion), berbentuk spiral atau curved, memenuhi
kebutuhan energinya dari asam amino atau tricarbocylic acid
cycle intermediates
6 genus Epsilonproteobacteria: Campylobacter, Helicobacter, Arcobacter,
Sulfurospirilum, Thiovulvum,dan Wolinella
Campylobacter dan Helicobacter
• Walaupun merupakan
genus yang berbeda,
namun memiliki banyak
kemiripan karakteristik
 gram negatif, motil
dengan spirilla,
kebanyakan spesiesnya
patogen terhadap
manusia dan hewan.
• Mikroaerofil kultur
dari spesimen klinik
diinkubasi pada O2
rendah (3-15%) dan
tinggi CO2 (3-10%)
Helicobacter
Campylobacter
•
•
•
•
Salah satu spesies Helicobacter yang sangat terkenal adalah Helicobacter
pylori
Pada tahun 2005, Robin Waren memenangkan Nobel bidang Fisiologi dan
Kedokteran karena menemukan bagaimana peranan Helicobacter pylori
dalam menyebabkan gastritis dan peptic ulcer disease
“Pylori” Pyloric Valve (katup yang terdapat pada rongga perut yang
berhubungan dengan duodenum)
Awalnya bernama Campylobacter pyloridis, namun pada 1989 setelah
16srRNA disekuens dan diteliti, bakteri ini tidak termasik genus
Campylobacter, namun genus Helicobacter
References
•
•
•
•
•
•
•
•
•
Anonim 1. 2008. PHAs: Chemistry, History, and Biology. www.clt.astate.edu. Tanggal
akses: 2 Desember 2009
Bowien, Botho Prof. 2004. Ralstonia eutropha. www.g2l.bio.uni-goettingen.de . Tanggal
akses: 2 Desember 2009
Crowe, Allan Dr. 2009. E. coli. www.lakehuron.ca. Tanggal akses: 2 Desember 2009
Lidstrom ,Mary E. and Ludmila Chistoserdova. 2002. Plants in the Pink: Cytokinin
Production by Methylobacterium. Journal of Bacteriology.
Madigan MT, et. al. 2009. Brock’s Biology of Microorganisms. 12th edition. San Fransisco :
Benjamin Cummings.
Martin Dworkin,Stanley Falkow .2009.The prokaryotes: a handbook on the biology of
bacteria, Jilid 5. http://books.google.co.id
Popham, David L and Ann M. Stevens. 2005. Bacterial Quorum Sensing and
Bioluminescence. Association for Biology Laboratory Education (ABLE) 2005
Proceedings, Vol. 27:201-215. Virginia Tech: Department of Biological Sciences
Sexton,
Daniel
J.2009.
Biology
of
Rickettsia
rickettsii
infection
.
http://www.uptodate.com/patients/content/topic.do
Reinecke, Frank and Alexander Steinbüchel. 2008. Ralstonia eutropha Strain H16 as Model
Organism for PHA Metabolism and for Biotechnological Production of Technically
Interesting Biopolymers. J Mol Microbiol Biotechnol 2009;16:91–108. DOI:
10.1159/000142897. Germany : Institut für Molekulare Mikrobiologie und
Biotechnologie