Forschungsdaten – Titel und Zusammenfassungen von Publikationen, extrahierte Daten und Katalogeinträge – erscheinen in ihrer Originalsprache Englisch.

TEM — Negatively stained cells with flagella-like appendages, grown 2 days without added NaCl. Aufnahme auf Artebene (Clostridium ljungdahlii DSM 13528). Adapted from Philips J, Rabaey K, Lovley DR, Vargas M (2017), PLoS One 12(1):e0170406, Fig. 6 (left). Quelle · CC BY 4.0 · Cropped to the left panel ("no NaCl") including its scale bar; panel title removed by the crop; converted to WebP

Electrotroph · Acetogen · Homoacetogen

Clostridium ljungdahlii

Bacillota · Clostridia · Clostridiaceae

ElektroaktivEET inwardBSL-1Datensatz: Partial

Acetogen
Syngas
Industrial
Wood ljungdahl
Tier 1

Inward

Elektronentransfer

elektroaktiv

37°C

Optimale Temperatur

wächst bei 30–40 °C

Optimaler pH-Wert

wächst bei pH 4,5–7

1,4g/L

Höchster Titer (acetate)

01 · Identität

Identität

Wo dieser Organismus im Stammbaum des Lebens steht, wie man ihn bezieht und wie eine Zelle aussieht.

Abstammungslinie

DomäneBacteria
›PhylumBacillota
›KlasseClostridia
›OrdnungEubacteriales
›FamilieClostridiaceae
›GattungClostridium
›ArtClostridium ljungdahlii

Stammsammlungen & Zugangsnummern

DSMZ: DSM 13528
ATCC: ATCC 49587
NCBI-Taxon: 1538

Zellmorphologie

Rod

Rod, Gram-positive (monoderm)

Beweglich: ja
Sporenbildend: ja

02 · Elektronentransfer

Elektronentransfer

Wie Elektronen die Zellhülle überwinden – die Eigenschaft, die einen Mikroorganismus in einem elektrochemischen System nützlich macht.

ElektroaktivEET inward

Für diesen Organismus ist noch kein extrazellulärer Elektronentransferweg kuratiert.

Mechanismen

Außenmembran-Cytochrome: nein
Leitfähige Pili / Nanodrähte: nein

Weitere Angaben

Cathode electron uptake mechanism: Indirect via H₂

03 · Wachstumsbereich

Wachstumsbereich

Die Bedingungen, die dieser Organismus toleriert, wovon er sich ernährt und was er veratmet – das Betriebsfenster für einen Reaktor.

MesophileObligate anaerobeMixotroph

Temperature37 (30–40) °C

0100 °C

pH6 (4,5–7)

014

Energiestoffwechsel

Elektronendonatoren

H2
CO
Cathode

Elektronenakzeptoren

Kohlenstoffquellen

CO2
CO
H2
Fructose
Ethanol
Pyruvate

Fermentativ: ja

Stoffwechsel – Details

ATP synthase type: Proton dependent
Carbon fixation pathway: Wood ljungdahl

04 · Wachstums- & Elektronentransferkinetik

Wachstums- & Elektronentransferkinetik

Wie schnell dieser Organismus wächst und wie stark er Elektronen an eine Anode abgibt, wie das Korpus es berichtet, und was diese Konstanten ergeben, wenn man sie rechnet.

Kinetische Belege

Parameter	Median	10–90 %	n	Quelle
Max. spezifische Wachstumsrate μmax	0,07 h⁻¹	0,02–0,15	3	Gattungs-Prior · 1 Quelle
Halbsättigungskonstante Ks	40 mg/L	10–150	1	Gattungs-Prior · 1 Quelle
Biomasseausbeute Y	0,05 g/g	0,02–0,1	2	Gattungs-Prior · 1 Quelle
Absterbekoeffizient kd	Noch nicht im Korpus
Austauschstromdichte i₀	Noch nicht im Korpus
Durchtrittsfaktor α	Noch nicht im Korpus
Tafel-Steigung	Noch nicht im Korpus

Median der extrahierten Werte, die 10–90-%-Streuung dahinter und wie viele Werte er bündelt.

1 Zeilen wurden nicht gebündelt: ihre Einheit ließ sich nicht eindeutig umrechnen.

Belegzeilen (1)

Aufgelistet, nicht gebündelt (1)

Vmax0,29 g L⁻¹ d⁻¹Nicht geprüftGattungszeileKonfidenz 1
Carbon dioxide to bio-oil in a bioelectrochemical system-assisted microalgae biorefinery process · 2022 · 10.1039/d1se01701b
“The system reached a concentration of up to 13 g L⁻¹ of acetate (at a maximum production rate of 0.29 g L⁻¹ d⁻¹).”
Nicht in eine Schätzung eingegangen · unrecognised kinetic parameter "Vmax"

Prior auf Gattungsebene: Clostridium ljungdahlii

Ein Prior auf Gattungsebene fasst die ganze Gattung zusammen; er ist keine Messung an diesem Stamm.

10.1128/AEM.02642-10

Konstanten, die die Simulation antreiben

Szenario – Ihre Werte, keine Belege

Anfangssubstrat1.000 mg/L

Anodenpotenzial gegen SHE0 V

Dauer72 h

Anfängliche anhaftende Biomasse0,1 g/m²

Anodenfläche je Flüssigkeitsvolumen100 m²/m³

Reaktorbetrieb

Wachstumssimulation

Szenario: Anfangssubstrat 1.000 mg/L · Anfängliche anhaftende Biomasse 0,1 g/m² · Anodenfläche je Flüssigkeitsvolumen 100 m²/m³ · Dauer 72 h · Satzbetrieb. Ihre Werte, keine Belege.

0,6g/m²

Maximale Biomasse

26,4h

Zeit bis 90 % Substratabbau

Anhaftende Biomasseg/m²

Substrat in der Lösungmg/L

Kein Strommodell

Der Strom braucht Max. Stromdichte jmax, Halbsättigungspotenzial E_KA; diese Quelle hat sie nicht.

Substratgesättigtes Wachstum
Verlangsamung
Stationär

Monod-Wachstum kennt keine Lag-Phase; die Bänder markieren, wo die Nettowachstumsrate nahe ihrem Maximum liegt, fällt, nahe null oder negativ ist.

Hinweise des Simulators

decayPerH absent: no endogenous decay term, so growth is an upper bound
biofilmDensityKgPerM3 absent: thickness not computed (thicknessUm = null)
no anodePotentialVvsShe / overpotentialV given: current not computed (currentDensityAPerM2 = null)

Diese Kurven sind eine Monod- und Nernst-Monod-Idealisierung (nach Marcus et al. 2007 und Torres et al. 2008), parametrisiert allein durch die oben aufgeführten Konstanten: jede trägt ihr n und ihren 10–90-%-Bereich, und eine Konstante mit n = 1 hat gar keine Streuung. Keine Diffusion im Biofilm, keine Ablösung, keine Aufteilung nach coulombscher Effizienz. Die Szenariowerte sind Ihre, keine Belege.

05 · Leistung

Leistung

Berichtete elektrochemische Leistung, die Rolle im Reaktor und was der Organismus produziert.

Rolle im Reaktor

Kammer: CathodeKathode: primary product producer

Produkte (2)

Produkt	Max. Titerg/L	Max. Rate	Coulomb-Effizienz
acetate	1,4	—	60 % 0100 %
ethanol	—	—	—

Substrat → Produkt (2)

CO + H2 (syngas)→ergibt
- Acetate
- Ethanol
- 2,3-butanediol
anaerobic gas fermentation · Industrial syngas-to-ethanol organism (LanzaTech-relevant).
CO2 + cathode→ergibt
- Acetate
biocathode MES

06 · Ökologie & Biofilm

Ökologie & Biofilm

Wie der Organismus auf einer Elektrode lebt, mit welchen Partnern er kooperiert und wo er in der Natur vorkommt.

Ökosysteme

Soil
Engineered MES
Anaerobic digester

Isolierungsquellen

chicken yard waste

07 · Anwendungen, Stammentwicklung & Sicherheit

Anwendungen, Stammentwicklung & Sicherheit

Wo der Organismus bereits eingesetzt wurde, wie gut er sich gentechnisch verändern lässt und welche Handhabung er erfordert.

Anwendungen (3)

Biofuels · Commercial
LanzaTech commercial syngas fermentation, not yet at MES scale
TRL 7/9
Microbial electrosynthesis acetate
TRL 4/9
Carbon capture
TRL 4/9

Stammentwicklung

Synthetic biology chassisIndustrielle Relevanz 5/5

Reaktorkompatibilität

MES cathode
MES three chamber

Patente vorhanden: ja

Genetik

Genetisch zugänglich: ja

Transformationsmethoden

Electroporation
Conjugation

Available genetic tools: pMTL series plasmids
CRISPR-Cas9
ClosTron

Biologische Sicherheit

BSL-1

Pathogen: nein

Modellierungsressourcen

Genomweites Stoffwechselmodell: ja

iHN637 (Nagarajan et al. 2013)

Verknüpftes GEM: iHN637

08 · Quellen & Datenqualität

Quellen & Datenqualität

Jeder Wert oben lässt sich auf eine Quelle zurückführen. So vollständig und so belastbar ist der Datensatz.

Qualität des Datensatzes

PartialKonfidenz: HighKuratiert: manual

Literaturstand 2026-04-26 · Schema v1.2.0 · aktualisiert 2026-04-28 · importiert 2026-04-28

Referenzen (2)

Tanner RS, et al. (1993). Clostridium ljungdahlii sp. nov. Int J Syst Bacteriol 43:232-236.
Nevin KP, et al. (2011). Electrosynthesis of organic compounds from CO2. Appl Environ Microbiol 77:2882-2886.doi:10.1128/AEM.02642-10