Thermophil

Thermophile gehören dem Reich der Prokaryoten an und sind in der Domäne der Eubakterien, vor allem aber der Archaea zu finden. Sie leben in heißen Regionen, wie heißen Quellen und den schwarzen und weißen Rauchern der Tiefsee.

Thermophlile können anhand ihrer optimalen Wachstumstemperaturen eingeteilt werden:

• moderate Thermophile: 50-64 °C
• extreme Thermophile: 65-79 °C
• hyperthermophile: 80 °C

Eine weitere Klassifikation teilt die Thermophilen aufgrund der Temperaturen ein, unter denen ein Wachstum möglich ist:

• fakultative Thermophile (auch moderate Thermophile) können sowohl bei hohen, als auch bei niedrigeren Temperaturen (< 50 °C) leben, während
• obligatorische Thermophile (auch extreme Thermophile) auf hohe Temperaturen für das Wachstum angewiesen sind.
• hyperthermophile können nur bei Temperaturen von mindestens 80 °C wachsen.

Der Stoffwechsel vieler Hyperthermophiler hängt außerdem von anderen "ungewöhnlichen" Faktoren ab, sodass sie teilweise auch anderen Gruppen der Extremophilen zugeordnet werden können. So benötigen viele Archaea elementaren Schwefel für ihr Wachstum. Während einige den Anaerobiern zugeordnet werden, die Schwefel anstelle von Sauerstoff als Elektronenakzeptor bei der Zellatmung verwenden, gehören andere zu den Lithotrophen, die Schwefel zu Schwefelsäure als Energiequelle oxidieren. Letzteres erfordert die Anpassung dieser Archaea an niedrige pH-Werte, sodass hier auch eine Zuordnung zu den Azidophilen möglich ist. Diese Prokaryoten sind daher in heißen, schwefelreichen Habitaten zu finden, die für gewöhnlich in der Nähe von Vulkanen liegen, wie heiße Quellen, Geysire und Fumarolen.

Thermophile Bakterien und Archeen spielen beispielsweise eine große Rolle bei der Kompostierung bzw. der Erzeugung von Biogas (Methan), die unter thermophilen Bedingungen ablaufen kann. Durch die höheren Temperaturen ist nach den Gesetzen der Thermodynamik der Substratumsatz im Vergleich zu mesophilen Bedingungen erhöht.

Einige Enzyme aus extremophilen Organismen finden in der Biotechnologie Verwendung, sie werden Extremozyme genannt. Beispiele sind Lipasen, Amylasen und Proteasen in Waschmitteln, die unter sehr hohen Waschtemperaturen arbeiten können und die Taq-Polymerase, die aufgrund ihres Temperaturoptimums bei der DNA-Amplifikation mittels Polymerase-Kettenreaktion (PCR) Verwendung findet.