Ацетоген

An ацетогенпредставляет собой микроорганизм, который генерирует ацетат (CH 3 COO) в качестве конечного продукта анаэробного дыхания или ферментация. Однако этот термин обычно используется в более узком смысле только для тех бактерий и архей, которые одновременно выполняют анаэробное дыхание и фиксацию углерода посредством восстановительного ацетилкофермента А. (ацетил-КоА ) путь (также известный как путь Вуда-Люнгдаля ). Эти настоящие ацетогены также известны как «гомоацетогены», и они могут производить ацетил-КоА (и, в большинстве случаев, ацетат в качестве конечного продукта) из двух молекул диоксида углерода (CO 2 ) и четыре молекулы молекулярного водорода (H2). Этот процесс известен как ацетогенез и отличается от ацетатной ферментации, хотя оба процесса происходят в отсутствие молекулярного кислорода (O2) и производят ацетат. Хотя ранее считалось, что только бактерии являются ацетогенами, некоторые археи могут считаться ацетогенами.

Ацетогены обнаруживаются в различных средах обитания, как правило, в тех, которые анаэробны (недостаток кислорода). Ацетогены могут использовать различные соединения в качестве источников энергии и углерода; Наиболее изученная форма ацетогенного метаболизма включает использование двуокиси углерода в качестве источника углерода и водорода в качестве источника энергии. Восстановление диоксида углерода осуществляется ключевым ферментом ацетил-КоА-синтазой. Вместе с метанообразующими археями ацетогены составляют последние части анаэробной пищевой сети, которая приводит к образованию метана из полимеров в отсутствие кислорода. Ацетогены могут быть предками первых биоэнергетически активных клеток в эволюции.

Ацетогены выполняют различные метаболические роли, которые помогают им процветать в различных средах. Одним из продуктов их метаболизма является ацетат, который является важным питательным веществом для хозяина и его обитающего микробного сообщества, наиболее часто встречающегося в кишечнике термитов. Ацетогены также служат «стоками водорода» в желудочно-кишечном тракте термитов. Газообразный водород подавляет биоразложение, а ацетогены используют эти газообразные водороды в анаэробной среде, чтобы способствовать способности организма к биоразложению путем реакции газообразного водорода и диоксида углерода с образованием ацетата. Ацетогены имеют возможность использовать различные субстраты в случае, когда другой конкурент, такой как метаноген, делает газообразный водород ограничивающим субстратом. Ацетогены могут использовать и преобразовывать спирты, лактаты и жирные кислоты, которые обычно ограничиваются синтрофами, а не только диоксидом углерода и водородом. Это позволяет им брать на себя роли важных участников пищевой цепи, таких как первичные ферментеры. Ацетогены могут работать вместе с метаногенами, что подтверждается преобразованием углеводов Methanosarcina barkeri и совместным культивированием A. woodii. Метаноген поглощает ацетат в пользу ацетогена. Иногда межвидовой перенос газообразного водорода между A. woodii и метаногеном, потребляющим H 2 , приводит к выделению газообразного водорода из ацетогена, а не к ацетогенезу по пути Вуда-Люнгдаля. Ацетогены также вносят вклад в коррозию стали. Acetobacterium woodii используют газообразный водород и CO 2 для получения ацетата, который используется в качестве источника углерода для многих сульфатредуцирующих бактерий, растущих с газообразным водородом и сульфатом.