acetogen

Octan jest mikroorganizmem _, który wytwarza octan (CH 3 COO ⁻ ) jako końcowy produkt oddychania beztlenowego lub fermentacji . Jednak termin ten jest zwykle używany w węższym znaczeniu tylko w odniesieniu do tych bakterii i archeonów , które wykonują jednocześnie oddychanie beztlenowe i wiązanie węgla poprzez redukujący szlak acetylo-koenzymu A ( acetylo-CoA ) (znany również jako szlak Wooda-Ljungdahla ). Te autentyczne acetogeny są również znane jako „homoacetogeny” i mogą wytwarzać acetylo-CoA (i z niego, w większości przypadków, octan jako produkt końcowy) z dwóch cząsteczek dwutlenku węgla (CO 2 ) i czterech _cząsteczek wodoru cząsteczkowego (H ₂ ). Ten proces jest znany jako acetogeneza i różni się od fermentacji octanowej, chociaż oba zachodzą pod nieobecność tlenu cząsteczkowego (O ₂ ) i wytwarzają octan. Chociaż wcześniej uważano, że tylko bakterie są acetogenami, niektóre archeony można uznać za acetogeny.

Acetogeny występują w różnych siedliskach, na ogół w tych, które są beztlenowe (brak tlenu). Acetogeny mogą wykorzystywać różne związki jako źródła energii i węgla; najlepiej zbadana forma metabolizmu acetogennego polega na wykorzystaniu dwutlenku węgla jako źródła węgla i wodoru jako źródła energii. Redukcja dwutlenku węgla jest przeprowadzana przez kluczowy enzym syntazę acetylo-CoA. Wraz z archeonami tworzącymi metan, acetogeny stanowią ostatnie ogniwa beztlenowej sieci pokarmowej , która prowadzi do produkcji metanu z polimerów przy braku tlenu. Acetogeny mogą reprezentować przodków pierwszych bioenergetycznie aktywnych komórek w ewolucji.

Role metaboliczne

Acetogeny mają różne role metaboliczne, które pomagają im rozwijać się w różnych środowiskach. Jednym z ich produktów metabolicznych jest octan, który jest ważnym składnikiem odżywczym dla żywiciela i zamieszkującej go społeczności drobnoustrojów, najczęściej spotykanej w jelitach termitów. Acetogeny służą również jako „pochłaniacze wodoru” w przewodzie pokarmowym termitów. Wodór hamuje biodegradację, a acetogeny zużywają te gazy wodorowe w środowisku beztlenowym, aby sprzyjać biodegradacji gospodarza poprzez reakcję gazowego wodoru i dwutlenku węgla w celu wytworzenia octanu. Acetogeny mają zdolność wykorzystywania różnych substratów w przypadku, gdy inny konkurent, taki jak metanogen , czyni wodór gazowym substratem ograniczającym. Acetogeny mogą wykorzystywać i przekształcać alkohole, mleczany i kwasy tłuszczowe, które zwykle są ograniczone do syntrofów , zamiast tylko dwutlenku węgla i wodoru. Dzięki temu mogą odgrywać rolę ważnych uczestników łańcucha pokarmowego, takich jak fermentory pierwotne. Acetogeny mogą współpracować z metanogenami, czego przykładem jest konwersja węglowodanów przez Methanosarcina barkeri i kokultura A. woodii. Metanogen pobiera octan, aby faworyzować acetogen. Czasami międzygatunkowy transfer gazowego wodoru między A. woodii a metanogenem pochłaniającym H ₂ powoduje uwalnianie wodoru z acetogenu zamiast podążania w kierunku acetogenezy na szlaku Wooda-Ljungdahla. Acetogeny są również jednym z czynników przyczyniających się do korozji stali. Acetobacterium woodii wykorzystują gazowy wodór i CO2 _do wytwarzania octanu, który jest wykorzystywany jako źródło węgla dla wielu bakterii redukujących siarczany rosnących z gazowym wodorem i siarczanami.