Использование одноуглеродных соединений (метилотрофия).

Метилотрофные микроорганизмы — физиологическая группа, способная расти на одноуглеродных соединениях. Одноуглеродными называют такие соединения углерода, в состав молекулы которых входит один атом углерода или их может быть несколько, но при этом молекула никогда не содержит С-С-связей.

Метанол в природе образуется при разложении пектина и лигнина. Формальдегид в силу его реакционной способности в свободном виде не встречается. Формиат образуется в результате брожений, но в больших количествах не накапливается.

Метанол в анаэробной зоне используется сульфатредукторами или метаногенами, формиат (кроме метилотрофов) — энтеробактериями, образующими его в брожении смешанного типа.

Метанотрофы могут соокислять и другие органические соединения, но как источник углерода и энергии используют только метан.

Метанотрофы обладают хорошо развитой системой внутренних плазматических мембран, на типе которой и строится их первичная классификация. Все метанотрофы входят в классы Alphaproteobactcria и Gammaproteobacteria филума В12 Proteobacteria.

Внутрицитоплазматическая мембранная система I типа представляет собой стопки «тарелочек», II тип этой системы имеет мембраны, параллельные ЦПМ и не пересекающие центр клетки.

В большинстве случаев углерод фиксируется на уровне формальдегида. Часть метана окисляется до СО₂ с запасанием энергии.

Первая реакция окисления метана до метанола идет при участии фермента метанмонооксигеназы (ММО).

ММО встраивают один атом кислорода в молекулу метана, а второй с затратой двух электронов и двух протонов от донора-восстановителя идет на формирование молекулы

Н20. Работа фермента требует затраты энергии, которая запасается клеткой в дальнейших реакциях окисления с помощью дегидрогеназ, метанола, формальдегида и формиата.

Метанол образуется и окисляется в периплазматическом пространстве до формальдегида. Первая дегидрогеназа метанола, содержащая в виде простетической группы пирроло-хинолин-хинон (ПХХ), цитохром с-зависимая, поэтому в результате такого окисления генерируется одна молекула АТФ. Вторая метанолдегидрогеназа восстанавливает

НАД+ и при таком процессе образуется до 3 АТФ.

Формальдегид поступает в РМФ или сериновый циклы для биосинтеза или окисляется для получения энергии. Окисление формальдегида может происходить в диссимиляиионном цикле, а также по пути, в котором принимают участие переносчики

тетрагидрофолат (ТГФ) или тетрагидрометаноптерин (Н 4-М П) и метанофуран (М Ф), свойственные метаногенам.

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском: