ФЭНДОМ


Метаногенез, биосинтез метана — процесс образования метана анаэробными археями, сопряжённый с получением ими энергии. Существует три типа метаногенеза:

  • Восстановление одноуглеродных соединений с помощью молекулярного водорода или двух- и более углеродных спиртов.
  • Диспропорционирование одноуглеродных соединений.
  • Диспропорционирование (кажущееся декарбоксилирование) ацетата.

Энергия при этом запасается в форме натриевого или протонного трансмембранного потенциала и трансформируется АТФ-синтазами в химическую (связей в молекуле АТФ).

Метаногенез играет важную роль в природе, являясь основным источником метана в земной атмосфере. Используется человеком для получения биогаза.

Биохимия процесса Править

В процессе метаногенеза принимают участие специфические коферменты: метанофуран, тетрагидрометаноптерин (H4МП), коферменты F420 и F430, кофермент M, кофермент B. H4МП и метанофуран найдены у метилотрофных бактерий, H4МП, F420 и кофермент B имеют сходство с коферментами, найденными у бактерий и эукариот, F430 и кофермент M не имеют аналогов у других организмов.

Наиболее хорошо изучен процесс восстановления углекислого газа до метана.

CO2 + 4 H2 → CH4 + 2H2O

На первой стадии одноуглеродный остаток присоединяется к тетрагидрометаноптерину, после чего дегидратируется и восстанавливается до уровня формальдегида либо молекулярным водородом, либо при участии F420. После этого происходит ещё одно восстановление и полученная метильная группа переносится на кофермент M.

Метил-S-CoM восстанавливается коферментом B до метана при участии метил-CoM-редуктазы и с образованием метана, а также гетеросульфида коферментов B и M. Все перечисленные реакции необратимы.

Энергия запасается при восстановлении гетеросульфида мембранным ферментативным комплексом гидрогеназы и гидродисульфид-редуктазы. Этот комплекс предположительно служит протонной помпой.

Осуществляющие процесс организмы Править

Основная статья: Метаногены


Способностью образовывать метан обладают около 50 видов из 17 родов, все из которых относятся к археям. Традиционно их рассматривают как группу метанобразующих бактерий, однако, филогенетически она весьма неоднородна. В IX определителе бактерий Берджи выделено три порядка метаногенов: Methanobacteriales, Methanococcales и Methanomicrobiales.

Все метаногены — строгие анаэробы, рост некоторых из них полностью подавляется при появлении в газовой фазе 0,004% кислорода, первые выделенные в чистые культуры виды ростли при окислительно-восстановительном потенциале среды менее -300 мВ. Большинство из них мезофилы и имеют оптимум роста в области 30-40°С, все имеют оптимум pH при 6,5-7,5, есть галофилы.

Около половины видов автотрофны и фиксируют углекислый газ по ацетил-КоА-пути, ряд из них способен к азотфиксации (Methanosarcina barkeri, Methanobacterium formicium). Сера усваивается чаще всего в восстановленной форме, возможно вовлечение в метаболизм молекулярной серы, сульфит-аниона. Лишь несколько видов (Methanobrevibacter ruminantium, Methanococcus thermolithrophicum) могут использовать сульфат-анион.

Окислять водород углекислым газом способны практически все метаногены, однако лишь два рода (Methanosarcina, Methanothrix) могут декарбоксилировать ацетат. При этом именно они дают наибольший вклад в глобальную эмиссию метана.

Экологическое значение Править

Метаногены завершают анаэробную деструкцию вещества, используя молукулярный водород, углекислый и угарный газы, а также низшие органические кислоты, выделяющиеся в процессах брожения. Более 20% мировых запасов метана имеют биогенное происхождение.

См. также Править

Литература Править

  • Гусев М. В., Минеева Л. А. Микробиология. — М: Изд-во Московского университета, 2004. — 448 с.
  • Современная микробиология. Прокариоты: В 2-х томах. Пер. с англ./Под ред. Й. Ленглера, Г. Древса, Г. Шлегеля. — М.: Мир, 2005. ISBN 5-03-003706-3 ISBN 5-03-003707-1 (1 том) ISBN 5-03-003708-X (2 том)




Эта страница использует содержимое раздела Википедии на русском языке. Оригинальная статья находится по адресу: Метаногенез. Список первоначальных авторов статьи можно посмотреть в истории правок. Эта статья так же, как и статья, размещённая в Википедии, доступна на условиях CC-BY-SA .


Обнаружено использование расширения AdBlock.


Викия — это свободный ресурс, который существует и развивается за счёт рекламы. Для блокирующих рекламу пользователей мы предоставляем модифицированную версию сайта.

Викия не будет доступна для последующих модификаций. Если вы желаете продолжать работать со страницей, то, пожалуйста, отключите расширение для блокировки рекламы.

Также на ФЭНДОМЕ

Случайная вики