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

REM — Rod-shaped cells colonising an iron(III)-oxide (ferrihydrite) coating on a silicon wafer after 11 days with electron donor. Aufnahme auf Artebene (Geobacter sulfurreducens). Adapted from Newsome L et al. (2018), FEMS Microbiol Ecol 94(8):fiy104, Fig. 1B. Quelle · CC BY 4.0 · Cropped to panel B from the figure embedded in the article PDF; converted to WebP

Electrogen · Bidirectional EET · DIET partner donor

Geobacter sulfurreducens PCA

Thermodesulfobacteriota · Desulfuromonadia · Geobacteraceae

ElektroaktivEET bidirectionalTypstammBSL-1Datensatz: Comprehensive

Model organism
Anode respiring
Metal reducer
Tier 1
DIET donor

Bidirectional

Elektronentransfer

elektroaktiv

30°C

Optimale Temperatur

wächst bei 25–35 °C

6,8

Optimaler pH-Wert

wächst bei pH 6–7,5

4A/m²

Max. Stromdichte

Bereich 1–7,6

01 · Identität

Identität

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

Abstammungslinie

DomäneBacteria
›PhylumThermodesulfobacteriota
›KlasseDesulfuromonadia
›OrdnungGeobacterales
›FamilieGeobacteraceae
›GattungGeobacter
›ArtGeobacter sulfurreducens PCA

Früher klassifiziert als Deltaproteobacteria.

Stammsammlungen & Zugangsnummern

DSMZ: DSM 12127
ATCC: ATCC 51573
NCBI-Taxon: 243231
Genom: GCF_000007985.2
Status: Typstamm

Isolierung

Isoliert aus Potomac River sediment, Maryland, USA von Caccavo F. et al. (1994).

Caccavo F, et al. (1994). Geobacter sulfurreducens sp. nov. PubMed

Genom

3,81Mb

Genomgröße

60,9%

GC-Gehalt

Complete

Assemblierungsstufe

Contigs

Zellmorphologie

Rod

Rod, Gram-negative (diderm)

Länge 2,5 (1,5–4) µm · Breite 0,5 (0,4–0,7) µm

Beweglich: nein
Pili: ja
Kapsel: nein
S-Layer: nein
Vesikel der äußeren Membran: nein
Sporenbildend: nein

02 · Elektronentransfer

Elektronentransfer

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

ElektroaktivEET bidirectional

Elektronen fließen in beide Richtungen

Mechanismen

Außenmembran-Cytochrome: ja
Leitfähige Pili / Nanodrähte: ja
Endogene Shuttles: nein
Exogene Shuttles: nein

Leitfähigkeit der Nanodrähte 0,028 (0,001–0,5) S/cm

OmcS filament intrinsic conductivity ~28 mS/cm; values vary widely with measurement method (network vs single-filament). See Wang 2019, Yalcin 2020.

Redoxleiter

■ Cytochrom · ○ ShuttleE°′ (V vs. SHE)

1OmcZ -0,22 V · Extracellular · 8 Hämgruppen
2OmcS -0,212 V · Nanowire filament · 6 Hämgruppen
3OmcB -0,19 V · Outer membrane · 12 Hämgruppen
4PpcA -0,15 V · Periplasm · 3 Hämgruppen

Cytochrome (14)

Name	Lokalisation	Hämgruppen	E°′V	Struktur
CbcL	Inner membrane	9	—	— Required for low-potential (≤−0.1 V) electron transfer.
ImcH	Inner membrane	6	—	— Inner-membrane cytochrome required for high-potential acceptors.
OmaB	Outer membrane	—	—	— Component of the OmaB-OmbB porin-cytochrome complex.
OmaC	Outer membrane	—	—	— Component of the OmaC-OmbC porin-cytochrome complex.
OmbB	Outer membrane	—	—	— β-barrel porin partner of OmaB.
OmbC	Outer membrane	—	—	— β-barrel porin partner of OmaC.
OmcB	Outer membrane	12	-0,19	— Outer-membrane dodecaheme; required for Fe(III) citrate reduction.
OmcC	Outer membrane	12	—	— Paralog of OmcB; less essential phenotypically.
OmcE	Nanowire filament	4	—	— Tetraheme nanowire identified by cryo-EM (Wang 2022).
OmcS	Nanowire filament	6	-0,212	PDB 6EF8 EMDB EMD-9046 Forms the canonical conductive nanowire filament (Wang 2019).
OmcZ	Extracellular	8	-0,22	PDB 7TFS Octaheme; high-current-density biofilm filament (Yalcin 2020).
PpcA	Periplasm	3	-0,15	— Periplasmic triheme; central to Fe(III) and U(VI) reduction.
PpcB	Periplasm	3	—	— PpcA paralog.
PpcD	Periplasm	3	—	— PpcA paralog.

Direkter Transfer – Details

Completeness: Mapped
Nanowire length: 5 (1–20) µm

Vermittelter Transfer – Details

Completeness: Mapped

03 · Wachstumsbereich

Wachstumsbereich

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

MesophileObligate anaerobeChemoorganoheterotroph

Temperature30 (25–35) °C

0100 °C

pH6,8 (6–7,5)

014

Doubling time8 (6–12) h

020 h

Energiestoffwechsel

Elektronendonatoren

Acetate
H2
Formate

Elektronenakzeptoren

Fe(III)
Mn(IV)
Fumarate
Anode
S0
U(VI)

Kohlenstoffquellen

Acetate
Hydrogen
Formate
Lactate
Pyruvate

Respiratorisch: ja
Fermentativ: nein

Stoffwechsel – Details

ATP synthase type: Proton dependent
Energy conservation mechanism: Oxidative phosphorylation

Lag phase: 1 h

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	0,084 h⁻¹	0,04–0,18	6	Gattungs-Prior · 3 Quellen
Halbsättigungskonstante Ks	80 mg/L	20–200	4	Gattungs-Prior · 3 Quellen
Biomasseausbeute Y	0,07 g/g	0,04–0,1	4	Gattungs-Prior · 3 Quellen
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.

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

Belegzeilen (55)

Aufgelistet, nicht gebündelt (55)

lag_phase1 hourNicht geprüftArtzeileKonfidenz 0,95
Cation-driven envelope dynamics modulate outer membrane vesiculation and extracellular electron transfer in Geobacter · 2026 · 10.21203/rs.3.rs-8864095/v1
“The DB-grown cells reproducibly underwent slightly longer (> 1 hour) lag phases yet, once acclimated, they doubled faster than in the NB medium.”
Nicht in eine Schätzung eingegangen · unrecognised kinetic parameter "lag_phase"
I_max29,5 A/m²Nicht geprüftArtzeileKonfidenz 0,95
A microfluidic study of acetate conversion kinetics in a microbial electrolysis cell: The role of age, concentration and flow on biofilm permeability · 2024 · 10.1016/j.snb.2024.135779
“current densities up to 29.5 A/m² recorded across multiple flow conditions || canonical_organism: geobacter_sulfurreducens_pca || canonical_substrate: acetate”
Nicht in eine Schätzung eingegangen · unrecognised kinetic parameter "I_max"
I_max29,5 A/m²Nicht geprüftArtzeileKonfidenz 0,95
A microfluidic study of acetate conversion kinetics in a microbial electrolysis cell: The role of age, concentration and flow on biofilm permeability · 2024 · 10.1016/j.snb.2024.135779
“current densities up to 29.5 A/m² recorded across multiple flow conditions || canonical_organism: geobacter_sulfurreducens_pca || canonical_substrate: acetate”
Nicht in eine Schätzung eingegangen · unrecognised kinetic parameter "I_max"
mu_max0,12 mA/hNicht geprüftArtzeileKonfidenz 0,8
Electron Donors Supporting Growth and Electroactivity of Geobacter sulfurreducens Anode Biofilms · 2012 · 10.1128/aem.06782-11
“The rate of current increase, which correlates with the exponential phase of biofilm growth (22), averaged 0.12 mA h⁻¹ in triplicate BESs”
Nicht in eine Schätzung eingegangen · unit "mA/h" is not an unambiguous muMaxPerH unit
mu_max0,12 mA/hNicht geprüftArtzeileKonfidenz 0,8
Electron Donors Supporting Growth and Electroactivity of Geobacter sulfurreducens Anode Biofilms · 2012 · 10.1128/aem.06782-11
“The rate of current increase, which correlates with the exponential phase of biofilm growth (22), averaged 0.12 mA h⁻¹ in triplicate BESs”
Nicht in eine Schätzung eingegangen · unit "mA/h" is not an unambiguous muMaxPerH unit
mu_max0,12 mA/hNicht geprüftArtzeileKonfidenz 0,8
Electron Donors Supporting Growth and Electroactivity of Geobacter sulfurreducens Anode Biofilms · 2012 · 10.1128/aem.06782-11
“The rate of current increase, which correlates with the exponential phase of biofilm growth (22), averaged 0.12 mA h⁻¹ in triplicate BESs”
Nicht in eine Schätzung eingegangen · unit "mA/h" is not an unambiguous muMaxPerH unit
mu_max0,12 mA/hNicht geprüftArtzeileKonfidenz 0,8
Electron Donors Supporting Growth and Electroactivity of Geobacter sulfurreducens Anode Biofilms · 2012 · 10.1128/aem.06782-11
“The rate of current increase, which correlates with the exponential phase of biofilm growth (22), averaged 0.12 mA h⁻¹ in triplicate BESs”
Nicht in eine Schätzung eingegangen · unit "mA/h" is not an unambiguous muMaxPerH unit
K_M0,35 mMNicht geprüftGattungszeileKonfidenz 0,93
Determining incremental coulombic efficiency and physiological parameters of early stage Geobacter spp. enrichment biofilms · 2020 · 10.1371/journal.pone.0234077
“KM = 0.28-0.42 mM (2nd cycle) || range: [0.28, 0.42] || canonical_organism: geobacter_sulfurreducens_pca || canonical_substrate: acetate”
Nicht in eine Schätzung eingegangen · Michaelis-Menten Km, not Monod Ks
K_M0,35 mMNicht geprüftGattungszeileKonfidenz 0,93
Determining incremental coulombic efficiency and physiological parameters of early stage Geobacter spp. enrichment biofilms · 2020 · 10.1371/journal.pone.0234077
“KM = 0.28-0.42 mM (2nd cycle) || range: [0.28, 0.42] || canonical_organism: geobacter_sulfurreducens_pca || canonical_substrate: acetate”
Nicht in eine Schätzung eingegangen · Michaelis-Menten Km, not Monod Ks
vmax0,0034 mmol/h/cm²Nicht geprüftGattungszeileKonfidenz 0,92
Determining incremental coulombic efficiency and physiological parameters of early stage Geobacter spp. enrichment biofilms · 2020 · 10.1371/journal.pone.0234077
“vmax = 0.0031-0.0037 mmol h⁻¹ cm⁻² (2nd cycle) || range: [0.0031, 0.0037] || canonical_organism: geobacter_sulfurreducens_pca || canonical_substrate: acetate”
Nicht in eine Schätzung eingegangen · unrecognised kinetic parameter "vmax"
vmax0,0034 mmol/h/cm²Nicht geprüftGattungszeileKonfidenz 0,92
Determining incremental coulombic efficiency and physiological parameters of early stage Geobacter spp. enrichment biofilms · 2020 · 10.1371/journal.pone.0234077
“vmax = 0.0031-0.0037 mmol h⁻¹ cm⁻² (2nd cycle) || range: [0.0031, 0.0037] || canonical_organism: geobacter_sulfurreducens_pca || canonical_substrate: acetate”
Nicht in eine Schätzung eingegangen · unrecognised kinetic parameter "vmax"
vmax0,0042 mmol Ac⁻ h⁻¹ cm⁻²Nicht geprüftGattungszeileKonfidenz 0,9
Determining incremental coulombic efficiency and physiological parameters of early stage Geobacter spp. enrichment biofilms · 2020 · 10.1371/journal.pone.0234077
“vmax,Ac and KM,Ac, decreased from 0.0042–0.0051 mmol Ac−h−1 cm−2 to 0.0031–0.0037 mmol Ac−h−1 cm−2”
Nicht in eine Schätzung eingegangen · unrecognised kinetic parameter "vmax"
vmax0,0051 mmol Ac⁻ h⁻¹ cm⁻²Nicht geprüftGattungszeileKonfidenz 0,9
Determining incremental coulombic efficiency and physiological parameters of early stage Geobacter spp. enrichment biofilms · 2020 · 10.1371/journal.pone.0234077
“vmax,Ac and KM,Ac, decreased from 0.0042–0.0051 mmol Ac−h−1 cm−2 to 0.0031–0.0037 mmol Ac−h−1 cm−2”
Nicht in eine Schätzung eingegangen · unrecognised kinetic parameter "vmax"
vmax0,0031 mmol Ac⁻ h⁻¹ cm⁻²Nicht geprüftGattungszeileKonfidenz 0,9
Determining incremental coulombic efficiency and physiological parameters of early stage Geobacter spp. enrichment biofilms · 2020 · 10.1371/journal.pone.0234077
“vmax,Ac and KM,Ac, decreased from 0.0042–0.0051 mmol Ac−h−1 cm−2 to 0.0031–0.0037 mmol Ac−h−1 cm−2”
Nicht in eine Schätzung eingegangen · unrecognised kinetic parameter "vmax"
vmax0,0037 mmol Ac⁻ h⁻¹ cm⁻²Nicht geprüftGattungszeileKonfidenz 0,9
Determining incremental coulombic efficiency and physiological parameters of early stage Geobacter spp. enrichment biofilms · 2020 · 10.1371/journal.pone.0234077
“vmax,Ac and KM,Ac, decreased from 0.0042–0.0051 mmol Ac−h−1 cm−2 to 0.0031–0.0037 mmol Ac−h−1 cm−2”
Nicht in eine Schätzung eingegangen · unrecognised kinetic parameter "vmax"
K_M1,02 mM Ac⁻Nicht geprüftGattungszeileKonfidenz 0,9
Determining incremental coulombic efficiency and physiological parameters of early stage Geobacter spp. enrichment biofilms · 2020 · 10.1371/journal.pone.0234077
“KM,Ac, decreased from 1.02–2.61 mM Ac− to 0.28–0.42 mM Ac−”
Nicht in eine Schätzung eingegangen · Michaelis-Menten Km, not Monod Ks
K_M2,61 mM Ac⁻Nicht geprüftGattungszeileKonfidenz 0,9
Determining incremental coulombic efficiency and physiological parameters of early stage Geobacter spp. enrichment biofilms · 2020 · 10.1371/journal.pone.0234077
“KM,Ac, decreased from 1.02–2.61 mM Ac− to 0.28–0.42 mM Ac−”
Nicht in eine Schätzung eingegangen · Michaelis-Menten Km, not Monod Ks
K_M0,28 mM Ac⁻Nicht geprüftGattungszeileKonfidenz 0,9
Determining incremental coulombic efficiency and physiological parameters of early stage Geobacter spp. enrichment biofilms · 2020 · 10.1371/journal.pone.0234077
“KM,Ac, decreased from 1.02–2.61 mM Ac− to 0.28–0.42 mM Ac−”
Nicht in eine Schätzung eingegangen · Michaelis-Menten Km, not Monod Ks
K_M0,42 mM Ac⁻Nicht geprüftGattungszeileKonfidenz 0,9
Determining incremental coulombic efficiency and physiological parameters of early stage Geobacter spp. enrichment biofilms · 2020 · 10.1371/journal.pone.0234077
“KM,Ac, decreased from 1.02–2.61 mM Ac− to 0.28–0.42 mM Ac−”
Nicht in eine Schätzung eingegangen · Michaelis-Menten Km, not Monod Ks
vmax0,0042 mmol Ac⁻ h⁻¹ cm⁻²Nicht geprüftGattungszeileKonfidenz 0,9
Determining incremental coulombic efficiency and physiological parameters of early stage Geobacter spp. enrichment biofilms · 2020 · 10.1371/journal.pone.0234077
“vmax,Ac and KM,Ac, decreased from 0.0042–0.0051 mmol Ac−h−1 cm−2 to 0.0031–0.0037 mmol Ac−h−1 cm−2”
Nicht in eine Schätzung eingegangen · unrecognised kinetic parameter "vmax"
vmax0,0051 mmol Ac⁻ h⁻¹ cm⁻²Nicht geprüftGattungszeileKonfidenz 0,9
Determining incremental coulombic efficiency and physiological parameters of early stage Geobacter spp. enrichment biofilms · 2020 · 10.1371/journal.pone.0234077
“vmax,Ac and KM,Ac, decreased from 0.0042–0.0051 mmol Ac−h−1 cm−2 to 0.0031–0.0037 mmol Ac−h−1 cm−2”
Nicht in eine Schätzung eingegangen · unrecognised kinetic parameter "vmax"
vmax0,0031 mmol Ac⁻ h⁻¹ cm⁻²Nicht geprüftGattungszeileKonfidenz 0,9
Determining incremental coulombic efficiency and physiological parameters of early stage Geobacter spp. enrichment biofilms · 2020 · 10.1371/journal.pone.0234077
“vmax,Ac and KM,Ac, decreased from 0.0042–0.0051 mmol Ac−h−1 cm−2 to 0.0031–0.0037 mmol Ac−h−1 cm−2”
Nicht in eine Schätzung eingegangen · unrecognised kinetic parameter "vmax"
vmax0,0037 mmol Ac⁻ h⁻¹ cm⁻²Nicht geprüftGattungszeileKonfidenz 0,9
Determining incremental coulombic efficiency and physiological parameters of early stage Geobacter spp. enrichment biofilms · 2020 · 10.1371/journal.pone.0234077
“vmax,Ac and KM,Ac, decreased from 0.0042–0.0051 mmol Ac−h−1 cm−2 to 0.0031–0.0037 mmol Ac−h−1 cm−2”
Nicht in eine Schätzung eingegangen · unrecognised kinetic parameter "vmax"
K_M1,02 mM Ac⁻Nicht geprüftGattungszeileKonfidenz 0,9
Determining incremental coulombic efficiency and physiological parameters of early stage Geobacter spp. enrichment biofilms · 2020 · 10.1371/journal.pone.0234077
“KM,Ac, decreased from 1.02–2.61 mM Ac− to 0.28–0.42 mM Ac−”
Nicht in eine Schätzung eingegangen · Michaelis-Menten Km, not Monod Ks
K_M2,61 mM Ac⁻Nicht geprüftGattungszeileKonfidenz 0,9
Determining incremental coulombic efficiency and physiological parameters of early stage Geobacter spp. enrichment biofilms · 2020 · 10.1371/journal.pone.0234077
“KM,Ac, decreased from 1.02–2.61 mM Ac− to 0.28–0.42 mM Ac−”
Nicht in eine Schätzung eingegangen · Michaelis-Menten Km, not Monod Ks
K_M0,28 mM Ac⁻Nicht geprüftGattungszeileKonfidenz 0,9
Determining incremental coulombic efficiency and physiological parameters of early stage Geobacter spp. enrichment biofilms · 2020 · 10.1371/journal.pone.0234077
“KM,Ac, decreased from 1.02–2.61 mM Ac− to 0.28–0.42 mM Ac−”
Nicht in eine Schätzung eingegangen · Michaelis-Menten Km, not Monod Ks
K_M0,42 mM Ac⁻Nicht geprüftGattungszeileKonfidenz 0,9
Determining incremental coulombic efficiency and physiological parameters of early stage Geobacter spp. enrichment biofilms · 2020 · 10.1371/journal.pone.0234077
“KM,Ac, decreased from 1.02–2.61 mM Ac− to 0.28–0.42 mM Ac−”
Nicht in eine Schätzung eingegangen · Michaelis-Menten Km, not Monod Ks
vmax0,0042 mmol Ac⁻ h⁻¹ cm⁻²Nicht geprüftGattungszeileKonfidenz 0,9
Determining incremental coulombic efficiency and physiological parameters of early stage Geobacter spp. enrichment biofilms · 2020 · 10.1371/journal.pone.0234077
“vmax,Ac and KM,Ac, decreased from 0.0042–0.0051 mmol Ac−h−1 cm−2 to 0.0031–0.0037 mmol Ac−h−1 cm−2”
Nicht in eine Schätzung eingegangen · unrecognised kinetic parameter "vmax"
vmax0,0051 mmol Ac⁻ h⁻¹ cm⁻²Nicht geprüftGattungszeileKonfidenz 0,9
Determining incremental coulombic efficiency and physiological parameters of early stage Geobacter spp. enrichment biofilms · 2020 · 10.1371/journal.pone.0234077
“vmax,Ac and KM,Ac, decreased from 0.0042–0.0051 mmol Ac−h−1 cm−2 to 0.0031–0.0037 mmol Ac−h−1 cm−2”
Nicht in eine Schätzung eingegangen · unrecognised kinetic parameter "vmax"
vmax0,0031 mmol Ac⁻ h⁻¹ cm⁻²Nicht geprüftGattungszeileKonfidenz 0,9
Determining incremental coulombic efficiency and physiological parameters of early stage Geobacter spp. enrichment biofilms · 2020 · 10.1371/journal.pone.0234077
“vmax,Ac and KM,Ac, decreased from 0.0042–0.0051 mmol Ac−h−1 cm−2 to 0.0031–0.0037 mmol Ac−h−1 cm−2”
Nicht in eine Schätzung eingegangen · unrecognised kinetic parameter "vmax"
vmax0,0037 mmol Ac⁻ h⁻¹ cm⁻²Nicht geprüftGattungszeileKonfidenz 0,9
Determining incremental coulombic efficiency and physiological parameters of early stage Geobacter spp. enrichment biofilms · 2020 · 10.1371/journal.pone.0234077
“vmax,Ac and KM,Ac, decreased from 0.0042–0.0051 mmol Ac−h−1 cm−2 to 0.0031–0.0037 mmol Ac−h−1 cm−2”
Nicht in eine Schätzung eingegangen · unrecognised kinetic parameter "vmax"
K_M1,02 mM Ac⁻Nicht geprüftGattungszeileKonfidenz 0,9
Determining incremental coulombic efficiency and physiological parameters of early stage Geobacter spp. enrichment biofilms · 2020 · 10.1371/journal.pone.0234077
“KM,Ac, decreased from 1.02–2.61 mM Ac− to 0.28–0.42 mM Ac−”
Nicht in eine Schätzung eingegangen · Michaelis-Menten Km, not Monod Ks
K_M2,61 mM Ac⁻Nicht geprüftGattungszeileKonfidenz 0,9
Determining incremental coulombic efficiency and physiological parameters of early stage Geobacter spp. enrichment biofilms · 2020 · 10.1371/journal.pone.0234077
“KM,Ac, decreased from 1.02–2.61 mM Ac− to 0.28–0.42 mM Ac−”
Nicht in eine Schätzung eingegangen · Michaelis-Menten Km, not Monod Ks
K_M0,28 mM Ac⁻Nicht geprüftGattungszeileKonfidenz 0,9
Determining incremental coulombic efficiency and physiological parameters of early stage Geobacter spp. enrichment biofilms · 2020 · 10.1371/journal.pone.0234077
“KM,Ac, decreased from 1.02–2.61 mM Ac− to 0.28–0.42 mM Ac−”
Nicht in eine Schätzung eingegangen · Michaelis-Menten Km, not Monod Ks
K_M0,42 mM Ac⁻Nicht geprüftGattungszeileKonfidenz 0,9
Determining incremental coulombic efficiency and physiological parameters of early stage Geobacter spp. enrichment biofilms · 2020 · 10.1371/journal.pone.0234077
“KM,Ac, decreased from 1.02–2.61 mM Ac− to 0.28–0.42 mM Ac−”
Nicht in eine Schätzung eingegangen · Michaelis-Menten Km, not Monod Ks
vmax0,0042 mmol Ac⁻ h⁻¹ cm⁻²Nicht geprüftGattungszeileKonfidenz 0,9
Determining incremental coulombic efficiency and physiological parameters of early stage Geobacter spp. enrichment biofilms · 2020 · 10.1371/journal.pone.0234077
“vmax,Ac and KM,Ac, decreased from 0.0042–0.0051 mmol Ac−h−1 cm−2 to 0.0031–0.0037 mmol Ac−h−1 cm−2”
Nicht in eine Schätzung eingegangen · unrecognised kinetic parameter "vmax"
vmax0,0051 mmol Ac⁻ h⁻¹ cm⁻²Nicht geprüftGattungszeileKonfidenz 0,9
Determining incremental coulombic efficiency and physiological parameters of early stage Geobacter spp. enrichment biofilms · 2020 · 10.1371/journal.pone.0234077
“vmax,Ac and KM,Ac, decreased from 0.0042–0.0051 mmol Ac−h−1 cm−2 to 0.0031–0.0037 mmol Ac−h−1 cm−2”
Nicht in eine Schätzung eingegangen · unrecognised kinetic parameter "vmax"
vmax0,0031 mmol Ac⁻ h⁻¹ cm⁻²Nicht geprüftGattungszeileKonfidenz 0,9
Determining incremental coulombic efficiency and physiological parameters of early stage Geobacter spp. enrichment biofilms · 2020 · 10.1371/journal.pone.0234077
“vmax,Ac and KM,Ac, decreased from 0.0042–0.0051 mmol Ac−h−1 cm−2 to 0.0031–0.0037 mmol Ac−h−1 cm−2”
Nicht in eine Schätzung eingegangen · unrecognised kinetic parameter "vmax"
vmax0,0037 mmol Ac⁻ h⁻¹ cm⁻²Nicht geprüftGattungszeileKonfidenz 0,9
Determining incremental coulombic efficiency and physiological parameters of early stage Geobacter spp. enrichment biofilms · 2020 · 10.1371/journal.pone.0234077
“vmax,Ac and KM,Ac, decreased from 0.0042–0.0051 mmol Ac−h−1 cm−2 to 0.0031–0.0037 mmol Ac−h−1 cm−2”
Nicht in eine Schätzung eingegangen · unrecognised kinetic parameter "vmax"
K_M1,02 mM Ac⁻Nicht geprüftGattungszeileKonfidenz 0,9
Determining incremental coulombic efficiency and physiological parameters of early stage Geobacter spp. enrichment biofilms · 2020 · 10.1371/journal.pone.0234077
“KM,Ac, decreased from 1.02–2.61 mM Ac− to 0.28–0.42 mM Ac−”
Nicht in eine Schätzung eingegangen · Michaelis-Menten Km, not Monod Ks
K_M2,61 mM Ac⁻Nicht geprüftGattungszeileKonfidenz 0,9
Determining incremental coulombic efficiency and physiological parameters of early stage Geobacter spp. enrichment biofilms · 2020 · 10.1371/journal.pone.0234077
“KM,Ac, decreased from 1.02–2.61 mM Ac− to 0.28–0.42 mM Ac−”
Nicht in eine Schätzung eingegangen · Michaelis-Menten Km, not Monod Ks
K_M0,28 mM Ac⁻Nicht geprüftGattungszeileKonfidenz 0,9
Determining incremental coulombic efficiency and physiological parameters of early stage Geobacter spp. enrichment biofilms · 2020 · 10.1371/journal.pone.0234077
“KM,Ac, decreased from 1.02–2.61 mM Ac− to 0.28–0.42 mM Ac−”
Nicht in eine Schätzung eingegangen · Michaelis-Menten Km, not Monod Ks
K_M0,42 mM Ac⁻Nicht geprüftGattungszeileKonfidenz 0,9
Determining incremental coulombic efficiency and physiological parameters of early stage Geobacter spp. enrichment biofilms · 2020 · 10.1371/journal.pone.0234077
“KM,Ac, decreased from 1.02–2.61 mM Ac− to 0.28–0.42 mM Ac−”
Nicht in eine Schätzung eingegangen · Michaelis-Menten Km, not Monod Ks
E_eq-0,4 V_vs_Ag_AgCl_3M_KClNicht geprüftGattungszeileKonfidenz 0,92
Behavior of two-chamber microbial electrochemical systems started-up with different ion-exchange membrane separators · 2019 · 10.1016/j.biortech.2019.01.097
“In the consecutive acetate feedings, EA got more negative and comparable for each MFCs (-0.4 ± 0.03 V)”
Nicht in eine Schätzung eingegangen · unrecognised kinetic parameter "E_eq"
E_eq0,4 V_vs_Ag_AgCl_3M_KClNicht geprüftGattungszeileKonfidenz 0,92
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“EC for AEM-MFC was stabilized at +0.40 ± 0.04 V after the 18th day”
Nicht in eine Schätzung eingegangen · unrecognised kinetic parameter "E_eq"
E_eq0,33 V_vs_Ag_AgCl_3M_KClNicht geprüftGattungszeileKonfidenz 0,92
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Nicht in eine Schätzung eingegangen · unrecognised kinetic parameter "E_eq"
E_eq0,27 V_vs_Ag_AgCl_3M_KClNicht geprüftGattungszeileKonfidenz 0,92
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Nicht in eine Schätzung eingegangen · unrecognised kinetic parameter "E_eq"
E_eq-0,4 V_vs_Ag_AgCl_3M_KClNicht geprüftGattungszeileKonfidenz 0,92
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“In the consecutive acetate feedings, EA got more negative and comparable for each MFCs (-0.4 ± 0.03 V)”
Nicht in eine Schätzung eingegangen · unrecognised kinetic parameter "E_eq"
E_eq0,4 V_vs_Ag_AgCl_3M_KClNicht geprüftGattungszeileKonfidenz 0,92
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“EC for AEM-MFC was stabilized at +0.40 ± 0.04 V after the 18th day”
Nicht in eine Schätzung eingegangen · unrecognised kinetic parameter "E_eq"
E_eq0,33 V_vs_Ag_AgCl_3M_KClNicht geprüftGattungszeileKonfidenz 0,92
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Nicht in eine Schätzung eingegangen · unrecognised kinetic parameter "E_eq"
E_eq0,27 V_vs_Ag_AgCl_3M_KClNicht geprüftGattungszeileKonfidenz 0,92
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Nicht in eine Schätzung eingegangen · unrecognised kinetic parameter "E_eq"
E_eq-0,4 V_vs_Ag_AgCl_3M_KClNicht geprüftGattungszeileKonfidenz 0,92
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“In the consecutive acetate feedings, EA got more negative and comparable for each MFCs (-0.4 ± 0.03 V)”
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E_eq0,4 V_vs_Ag_AgCl_3M_KClNicht geprüftGattungszeileKonfidenz 0,92
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“EC for AEM-MFC was stabilized at +0.40 ± 0.04 V after the 18th day”
Nicht in eine Schätzung eingegangen · unrecognised kinetic parameter "E_eq"
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E_eq0,27 V_vs_Ag_AgCl_3M_KClNicht geprüftGattungszeileKonfidenz 0,92
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Nicht in eine Schätzung eingegangen · unrecognised kinetic parameter "E_eq"

Prior auf Gattungsebene: Geobacter sulfurreducens

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

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.

0,8g/m²

Maximale Biomasse

27,3h

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)

Triebkraft je Redoxträger

■ Cytochrom · ○ ShuttleE°′ (V vs. SHE)

1OmcZ -0,22 V · Extracellular · 8 Hämgruppen
2OmcS -0,212 V · Nanowire filament · 6 Hämgruppen
3OmcB -0,19 V · Outer membrane · 12 Hämgruppen
4PpcA -0,15 V · Periplasm · 3 Hämgruppen

E_Anode − E_m bei einem Anodenpotenzial von 0 V vs SHE.

OmcZ+220 mV · bergab
OmcS+212 mV · bergab
OmcB+190 mV · bergab
PpcA+150 mV · bergab

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.

Elektrogen: Strong

1.900mW/m²

Max power density

Bereich 800–3.900 · pro projected anode area

4A/m²

Max current density

Bereich 1–7,6 · pro projected anode area

85%

Coulombic efficiency

Bereich 60–95

Onset potential: -0,17 V vs SHE

Rolle im Reaktor

Kammer: AnodeAnode: primary current producer

Typische relative Häufigkeit im Biofilm60 (30–95) %

0100 %

Often dominates acetate-fed anode biofilms after enrichment.

Substrat → Produkt (1)

acetate→ergibt
- CO2
anaerobic, anode as electron acceptor · Ausbeute 8 electrons/mol acetate · Complete oxidation to CO2.

06 · Ökologie & Biofilm

Ökologie & Biofilm

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

Biofilm

Bildet Biofilm: ja

Biofilmdicke50 (20–80) µm

0100 µm

Biofilm-Leitfähigkeit

0,05 (0,005–5) S/m

Bevorzugte Elektrodenmaterialien

graphite felt
carbon cloth
carbon brush
stainless steel mesh

Partner im Elektronenaustausch (3)

gibt e⁻ ab an →Methanothrix harundinacea
methanogenic anaerobic digester, rice paddy soil
Co culture demonstrated
gibt e⁻ ab an →Methanosarcina acetivorans
methanogenic systems
Co culture demonstrated
← nimmt e⁻ auf vonGeobacter metallireducens GS-15
ethanol→fumarate co-culture
Co culture demonstrated

Tritt häufig gemeinsam auf mit

Methanothrix harundinacea
Methanosarcina spp.
Pelobacter spp.

Vermittlung über leitfähige Minerale

Vermittelt über leitfähige Minerale: ja

Magnetite
Biochar

Magnetite stimulates DIET with methanogen partners; biochar similarly enhances syntrophic acetate/butyrate degradation (Liu 2015, Cruz Viggi 2014).

Ökosysteme

Freshwater
Subsurface
Engineered MES

Isolierungsquellen

subsurface sediment, Norman, Oklahoma USA

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 (4)

Bioremediation metals · Pilot scale
TRL 6/9
Wastewater treatment · Pilot scale
TRL 5/9
Bioelectricity generation · Bench scale
TRL 4/9
Research model organism · Lab pure culture

Stammentwicklung

Synthetic biology chassisIndustrielle Relevanz 5/5

Reaktorkompatibilität

MFC dual chamber
MEC
Sediment MFC

Scale demonstrated: Pilot

Verlauf der Stammentwicklung (3)

1994 Wild type isolation
Type strain isolated from Potomac River sediment.
1994 · Caccavo F, et al. 1994
2009 Evolution
Adaptive lab evolution under high-current selection (KN400 strain).
Max current density 4 → 7,6 A/m2
2009 · Yi H, et al. (2009). KN400 strain selection.DOI Spawned the geobacter_sulfurreducens_kn400 strain record (planned but not yet seeded).
2014 Engineered
Markerless deletion of omcZ; abolishes high-current biofilm phenotype.
2014 · Inoue K, et al. (2010); Liu Y, et al. (2014).DOI

Genetik

Genetisch zugänglich: ja

Zentrale EET-Gene

pilA
omcB
omcC
omcS
omcZ
omcE
ppcA
imcH
cbcL

qPCR-Zielgene

pilA
omcB
omcZ
omcS

Transformationsmethoden

Electroporation

Available genetic tools: markerless deletion
pRG5 plasmid
pCM66 derivatives
CRISPR-Cas9

Omics-Studien (2)

Transcriptomics RNA seq anode biofilm · 2012DOI
Anode-biofilm vs Fe(III) citrate transcriptome.
Proteomics Shotgun proteomics anode · 2012DOI

Betrieb

Stabiler Betrieb2.000 (500–5.000) h

010.000 h

Fouling resistance: High
Load change sensitivity: Low
Recommended inoculation: Pre-grown anode biofilm transfer or planktonic seed at OD600 0.05–0.1 with acetate poising.
Pure vs mixed performance delta: 1

Kommerzielle Nutzung

Strain itself is unencumbered; specific engineered variants may be IP-protected.

Biologische Sicherheit

BSL-1

Pathogen: nein

Modellierungsressourcen

Genomweites Stoffwechselmodell: ja
Kinetisches Modell: ja
Biofilmmodell: ja

iAF987 (Feist et al. 2014)

Verknüpftes GEM: iAF987

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

ComprehensiveKonfidenz: HighKuratiert: manual

Literaturstand 2026-04-26 · Schema v1.2.0 · aktualisiert 2026-05-14 · importiert 2026-04-28

Konfidenz je Feld

Engineering history: High
Genome metadata.size (bp): High
Bibliometrics.total publications: Medium
EET mechanism.direct transfer.cytochromes: High
Electrochemical performance.max current density: High

Referenzen (5)

Caccavo F, et al. (1994). Geobacter sulfurreducens sp. nov. Appl Environ Microbiol 60:3752-3759.PMID 7527204
Bond DR, Lovley DR (2003). Electricity production by Geobacter sulfurreducens attached to electrodes. Appl Environ Microbiol 69:1548-1555.doi:10.1128/AEM.69.3.1548-1555.2003
Reguera G, et al. (2005). Extracellular electron transfer via microbial nanowires. Nature 435:1098-1101.doi:10.1038/nature03661
Logan BE, et al. (2019). Electroactive microorganisms in BES. Nat Rev Microbiol 17:307-319.doi:10.1038/s41579-019-0173-x
Wang F, et al. (2019). Structure of microbial nanowires reveals stacked hemes. Cell 177:361-369.

Bibliometrie

1.500

Publikationen

Aktive Forschungsgruppen

Markierte Widersprüche

PI	Lab	Country
Derek R. Lovley	Lovley Lab	USA
Nikhil S. Malvankar	Malvankar Lab	USA

Notes	Topic	Conflicting DOIs
Reguera 2005 reported PilA pili as nanowires; Wang 2019 demonstrated OmcS cytochrome filaments. Current consensus: OmcS/OmcZ filaments are the primary nanowires; PilA pilin is a secretion machine.	Pilus vs cytochrome-filament identity of conductive nanowires	10.1038/nature03661, 10.1016/j.cell.2019.03.029

Year	Citation	DOI
2.012	Lovley DR (2012). Electromicrobiology. Annu Rev Microbiol 66:391-409.	—
2.019	Logan BE, et al. (2019). Electroactive microorganisms in BES. Nat Rev Microbiol 17:307-319.	10.1038/s41579-019-0173-x

Meistzitiert

Versionsverlauf

2026-04-27 · v1.2.0 · messai_curation
- Added structured cytochromes[] inventory with localization, heme counts, midpoint potentials.
- Added genome_metadata, isolation provenance, type strain flag.
- Added engineering_history (KN400 ALE; omcZ knockout).
- Added bibliometrics, omics_resources, conductive mineral mediation.