Acetogeneza

Acetogeneza je proces putem koga se formira acetat iz ${\ce {CO2}}$ i izvora elektrona (e.g., ${\ce {H2}}$ , ${\ce {CO}}$ , formata, etc.) u anaerobnim bakterijama pomoću reduktivnog acetil-KoA ili Vud-Ljungdahlovog puta. Različite bakterijske vrste koje imaju sposobnost vršenja acetogeneze se kolektivno nazivaju acetogenima. Neki acetogeni mogu da sintetišu acetat autotrofično iz ugljen-dioksida i vodoničnog gasa.^[1]

Otkriće

Godine 1932, otkriveni su organizmi koji mogu da konvertuju vodonični gas i ugljen-dioksid u sirćetnu kiselinu. Prvu acetogenu bakterijsku vrstu, Clostridium aceticum, je otkrio Klas Tamo Vieringa 1936. godine. Druga vrsta, Moorella thermoacetica, je privukla pažnju nakon što je prvi put izolovana zbog svoje sposobnosti da konvertuje glukozu u tri mola sirćetne kiseline.^[2]

Biohemija

Prekurzor sirćetne kiseline je tioestar acetil KoA. Ključni aspekti acetogenog puta su nekoliko reakcija kojima su obuhvaćene redukcija ugljen-dioksida do ugljen-monoksida i vezivanje ugljen-monoksida za metil grupu. Prvi proces katalizuje enzim ugljen-monoksidna dehidrogenaza. Sprezanje metil grupe (koju pruža metilkobalamin) i ${\ce {CO}}$ katalizuje acetil KoA sintetaza.^[3]

2 CO₂ + 4 H₂ → CH₃COOH + 2H₂O

Primene

Jedinstveni metabolizam acetogena je značajan u biotehnološkim primenama. U ugljeno hidratnim fermentacijama, reakcije dekarboksilacije dovode do gubitka ugljenika u obliku ugljen-dioksida. Taj gubitak je problem u smislu sve naglašenije potrebe za svođenjem ${\ce {CO2}}$ emisija na minimum, kao i uspešne konkurencije za fosilna goriva sa proizvodnjom biogoriva koja je ograničena monetarnom vrednošću. Acetogeni mogu da fermentišu glukozu bez ${\ce {CO2}}$ emisija i da je konvertuju do 3 acetata, što teoretski može da poveća prinos produkta za 50%. Acetogeneza ne zamenjuje glikolizu različitim putem, već se koristi za prihvatanje ${\ce {CO2}}$ iz glikolize i njegovu upotrebu putem acetogeneze.^[4]

Reference

^ Singleton P (2006). „Acetogenesis”. Dictionary of microbiology and molecular biology (3rd изд.). Chichester: John Wiley. ISBN 978-0-470-03545-0.
^ Ragsdale SW, Pierce E (decembar 2008). „Acetogenesis and the Wood-Ljungdahl pathway of CO(2) fixation”. Biochimica et Biophysica Acta. 1784 (12): 1873—98. PMC 2646786 . PMID 18801467. doi:10.1016/j.bbapap.2008.08.012.
^ Ragsdale SW (avgust 2006). „Metals and their scaffolds to promote difficult enzymatic reactions”. Chemical Reviews. 106 (8): 3317—37. PMID 16895330. doi:10.1021/cr0503153.
^ Schuchmann K, Müller V (jul 2016). „Energetics and Application of Heterotrophy in Acetogenic Bacteria”. Applied and Environmental Microbiology. 82 (14): 4056—69. PMID 27208103. doi:10.1128/AEM.00882-16.

Literatura

Singleton P (2006). „Acetogenesis”. Dictionary of microbiology and molecular biology (3rd изд.). Chichester: John Wiley. ISBN 978-0-470-03545-0.

[1] Singleton P (2006). „Acetogenesis”. Dictionary of microbiology and molecular biology (3rd изд.). Chichester: John Wiley. ISBN 978-0-470-03545-0.

[2] Ragsdale SW, Pierce E (decembar 2008). „Acetogenesis and the Wood-Ljungdahl pathway of CO(2) fixation”. Biochimica et Biophysica Acta. 1784 (12): 1873—98. PMC 2646786 . PMID 18801467. doi:10.1016/j.bbapap.2008.08.012.

[pmid16895330-3] Ragsdale SW (avgust 2006). „Metals and their scaffolds to promote difficult enzymatic reactions”. Chemical Reviews. 106 (8): 3317—37. PMID 16895330. doi:10.1021/cr0503153.

[4] Schuchmann K, Müller V (jul 2016). „Energetics and Application of Heterotrophy in Acetogenic Bacteria”. Applied and Environmental Microbiology. 82 (14): 4056—69. PMID 27208103. doi:10.1128/AEM.00882-16.

[1]

[2]

[3]

[4]