Redukce disimilační síranu - Dissimilatory sulfate reduction

Přehled disimilační redukce síranu prováděné mikroorganismy redukujícími síran.

Redukce disimilační síranu je forma anaerobní dýchání který používá síran jako terminál akceptor elektronů. Tento metabolismus se vyskytuje u některých typů bakterie a archaea které se často nazývají organismy redukující síran.

K disimilační redukci síranu dochází ve čtyřech krocích:[1]

  1. Konverze (aktivace) síranu na adenosin 5’-fosfosulfát (APS) prostřednictvím Síran adenylyltransferáza
  2. snížení APS na siřičitan přes Adenylylsulfátreduktáza
  3. přenos atomu síry siřičitanu na protein DsrC za vzniku trisulfidového meziproduktu katalyzovaného DsrAB.
  4. redukce trisulfidu na sulfid a snížil DsrC prostřednictvím membránově vázaného enzymu DsrMKJOP.

Což vyžaduje spotřebu jedné molekuly ATP a vstup 8 elektronů (např−).[2][3]

Proteinové komplexy odpovědné za tyto chemické přeměny - Sat, Apr a Dsr - se nacházejí ve všech v současnosti známých organismech, které provádějí disimilační redukci síranů.[4] Energeticky je síran špatný akceptor elektronů pro mikroorganismy, jako je redoxní sulfát-siřičitanový pár E0' -516 mV, což je příliš záporné, než aby bylo možné snížit o NADH nebo ferrodoxin to jsou primární intracelulární elektronové mediátory.[5] K překonání tohoto problému se nejprve enzymem převede síran na APS ATP sulfuryláza (So), za cenu jediného ATP molekula. Pár redox APS-siřičitan má E0' -60 mV, což umožňuje snížení APS pomocí NADH nebo redukovaného ferrodoxinu pomocí enzymu adenylylsulfátreduktáza (Duben), který vyžaduje vstup 2 elektronů.[5] V posledním kroku se siřičitan redukuje disimilační sulfitreduktáza (Dsr) za vzniku sulfidu, který vyžaduje vstup 6 elektronů.[3]

Poznámka. Termín „disimilační“ se používá, když sirovodík se vyrábí v anaerobním dýchání. Naproti tomu výraz „asimilační“ by se používal ve vztahu k biosyntéze organosírových sloučenin.

Viz také

Sírový cyklus

Reference

  1. ^ Santos, AA; Venceslau, SS; Grein, F; Leavitt, WD; Dahl, C; Johnston, DT; Pereira, IA (18. prosince 2015). „Trisulfid proteinu spojuje disimilační redukci síranu s úsporou energie“. Věda. 350 (6267): 1541–5. doi:10.1126 / science.aad3558. PMID  26680199.
  2. ^ Barton, Larry L .; Fardeau, Marie-Laure; Fauque, Guy D. (2014). „Kapitola 10. Sírovodík: Toxický plyn produkovaný disimilačním síranem a redukcí síry a spotřebovaný mikrobiální oxidací". V Peter M.H. Kroneck a Martha E. Sosa Torres (ed.). Kovem řízená biogeochemie plynných sloučenin v životním prostředí. Kovové ionty v biologických vědách. 14. Springer. 237–277. doi:10.1007/978-94-017-9269-1_10.
  3. ^ A b Grein F, Ramos AR, Venceslau SS, Pereira IA (únor 2013). „Sjednocující pojmy v anaerobním dýchání: poznatky z disimilačního metabolismu síry“. Biochim. Biophys. Acta. 1827 (2): 145–60. doi:10.1016 / j.bbabio.2012.09.001. PMID  22982583.
  4. ^ Pereira IA, Ramos AR, Grein F, Marques MC, da Silva SM, Venceslau SS (2011). „Srovnávací genomová analýza energetického metabolismu v bakteriích a archaeách redukujících sírany“. Přední mikrobiol. 2: 69. doi:10.3389 / fmicb.2011.00069. PMC  3119410. PMID  21747791.
  5. ^ A b Muyzer G, Stams AJ (červen 2008). „Ekologie a biotechnologie bakterií redukujících sírany“. Nat. Rev. Microbiol. 6 (6): 441–54. doi:10.1038 / nrmicro1892. PMID  18461075.