Диссимиляционная сульфатредукция
Диссимиляционная сульфатредукция — это форма анаэробного дыхания используется , при которой сульфат в качестве конечного акцептора электронов для производства сероводорода . Этот метаболизм обнаружен у некоторых типов бактерий и архей , которые часто называют сульфатредуцирующими организмами . Термин « диссимиляционный » используется, когда сероводород образуется в процессе анаэробного дыхания. Напротив, термин « ассимиляционный » будет использоваться в отношении биосинтеза сероорганических соединений , хотя сероводород может быть промежуточным продуктом.
Диссимиляционная сульфатредукция происходит в четыре этапа: [ 1 ]
- Превращение (активация) сульфата в аденозин-5'-фосфосульфат (APS) посредством сульфатаденилилтрансферазы.
- Восстановление АПС до сульфита с помощью аденилатсульфатредуктазы.
- Перенос атома серы сульфита на белок DsrC с образованием трисульфидного промежуточного продукта, катализируемый DsrAB.
- Восстановление трисульфида до сульфида и восстановление DsrC с помощью мембраносвязанного фермента DsrMKJOP.
Для этого требуется потребление одной молекулы АТФ и ввод 8 электронов (е − ). [ 2 ] [ 3 ]
Белковые комплексы, ответственные за эти химические превращения, — Sat, Apr и Dsr — обнаружены у всех известных на сегодняшний день организмов, осуществляющих диссимиляционную сульфатредукцию. [ 4 ] С энергетической точки зрения сульфат является плохим акцептором электронов для микроорганизмов, поскольку окислительно-восстановительная пара сульфат-сульфит представляет собой E. 0' -516 мВ, что слишком отрицательно, чтобы обеспечить восстановление НАДН или ферродоксина , которые являются основными внутриклеточными медиаторами электронов. [ 5 ] Чтобы решить эту проблему, сульфат сначала преобразуется в АФС с помощью фермента АТФ-сульфуралазы (Sat) за счет одной молекулы АТФ . Окислительно-восстановительная пара АПС-сульфит имеет букву E. 0' -60 мВ, что позволяет восстанавливать АФС либо НАДН, либо восстановленным ферродоксином с использованием фермента аденилатсульфатредуктазы (Apr), который требует ввода 2 электронов. [ 5 ] На заключительном этапе сульфит восстанавливается диссимиляционной сульфитредуктазой (Dsr) с образованием сульфида, требующего ввода 6 электронов. [ 3 ]
См. также
[ редактировать ]Ссылки
[ редактировать ]- ^ Сантос, А.А.; Венцеслав, СС; Грейн, Ф; Ливитт, штат Вашингтон; Даль, К; Джонстон, DT; Перейра, Айова (18 декабря 2015 г.). «Трисульфид белка сочетает диссимиляционное восстановление сульфатов с сохранением энергии». Наука . 350 (6267): 1541–5. Бибкод : 2015Sci...350.1541S . дои : 10.1126/science.aad3558 . ПМИД 26680199 . S2CID 206643054 .
- ^ Бартон, Ларри Л.; Фардо, Мари-Лора; Фок, Гай Д. (2014). «Глава 10. Сероводород: токсичный газ, образующийся в результате диссимиляционного восстановления сульфата и серы и потребляемый в результате микробного окисления ». Питер М. Х. Кронек и Марта Э. Соса Торрес (ред.). Металлозависимая биогеохимия газообразных соединений в окружающей среде . Ионы металлов в науках о жизни. Том. 14. Спрингер. стр. 237–277. дои : 10.1007/978-94-017-9269-1_10 . ПМИД 25416397 .
- ^ Jump up to: а б Грейн Ф., Рамос А.Р., Венцеслав СС, Перейра И.А. (февраль 2013 г.). «Объединение концепций анаэробного дыхания: данные о диссимиляционном метаболизме серы» . Биохим. Биофиз. Акта . 1827 (2): 145–60. дои : 10.1016/j.bbabio.2012.09.001 . ПМИД 22982583 .
- ^ Перейра И.А., Рамос А.Р., Грейн Ф., Маркес М.К., да Силва С.М., Венцеслав СС (2011). «Сравнительный геномный анализ энергетического обмена у сульфатредуцирующих бактерий и архей» . Передний микробиол . 2 : 69. дои : 10.3389/fmicb.2011.00069 . ПМК 3119410 . ПМИД 21747791 .
- ^ Jump up to: а б Мьюзер Г., Стамс А.Дж. (июнь 2008 г.). «Экология и биотехнология сульфатредуцирующих бактерий». Нат. Преподобный Микробиол . 6 (6): 441–54. дои : 10.1038/nrmicro1892 . ПМИД 18461075 . S2CID 22775967 .