아세토겐

Acetogen

아세토겐은 혐기성 호흡이나 발효의 최종 산물로 아세테이트(CHCOO3−)를 생성하는 미생물이다. 그러나 이 용어는 환원 아세틸 코엔자임 A(Acetyl-CoA) 경로(Wood-Ljungdahl 경로라고도 함)를 통해 혐기성 호흡과 탄소 고정을 동시에 수행하는 박테리아와 고고학자에게만 더 좁은 의미로 사용된다.[1][2] 이 진짜 아세토균은 "호모아세토균"으로도 알려져 있으며, 그들은 이산화탄소(CO2)의 두 분자와 분자 수소(H2)의 네 분자로부터 아세틸-CoA(그리고 대부분의 경우 최종 산물로 아세테이트)를 생산할 수 있다. 이 과정은 아세테토제시스(acetogenesis)로 알려져 있으며,[3] 두 가지 모두 분자산소(O2)가 없을 때 발생하며 아세테이트를 생성하지만 아세테이트 발효와는 다르다. 이전에는 박테리아만이 아세토균이라고 생각했지만, 일부 고고학자는 아세토균으로 간주될 수 있다.[4]

아세토균은 다양한 서식지에서 발견되는데, 일반적으로 혐기성(산소 부족)인 서식지에서 발견된다. 아세토균은 에너지와 탄소의 원천으로 다양한 화합물을 사용할 수 있다; 가장 잘 연구된 형태의 아세토겐 신진대사는 이산화탄소를 탄소원으로, 수소를 에너지원으로 사용하는 것이다. 이산화탄소 감소는 핵심 효소 아세틸-CoA 싱타아제에 의해 이루어진다. 메탄을 형성하는 고고학자와 함께 아세토균은 혐기성 식품 거미줄의 마지막 팔다리를 구성하는데, 이는 산소가 없을 때 중합체로부터 메탄을 생산하게 된다. 아세토균은 진화에 있어 최초의 생물학적 활성 세포의 조상을 대표할 수 있다.[5]

대사 역할

아세토균은 다양한 신진대사 역할을 가지고 있어 다른 환경에서 잘 자랄 수 있도록 돕는다.[6] 그들의 대사 제품들 중 하나는 숙주와 흰개미의 내장에서 가장 많이 보이는 미생물 집단에 사는 중요한 영양소인 아세테이트다. 아세토균은 흰개미의 GI 트랙에서 "수소 싱크대" 역할도 한다.[6] 수소 가스는 생물분해를 억제하고 아세토균은 아세트산을 만들기 위해 수소 가스와 이산화탄소를 반응시켜 숙주의 생분해 능력을 유리하게 하기 위해 혐기성 환경에서 이러한 수소 가스를 소비한다.[6] 아세토균은 메타노겐과 같은 다른 경쟁자가 수소 가스를 제한 기질로 만드는 경우 다양한 기판을 사용할 수 있는 능력을 갖고 있다.[7] 아세토균은 이산화탄소와 수소만 사용하는 것이 아니라 알코올, 젖산, 지방산을 사용하고 변환시킬 수 있다.[7] 이것은 그들이 1차 발효기와 같은 먹이사슬의 중요한 기여자들의 역할을 맡을 수 있게 해준다.[7] 아세토균은 메타나르시나 바케리(Methanosarcina bakkeri)에 의한 탄수화물의 전환과 A. woodii의 코쿠르쳐에서 예시된 것처럼 메탄노균과 함께 작용할 수 있다. 메타노겐은 아세토겐을 선호하기 위해 아세테이트를 섭취한다.[7] 때때로 수소 가스와 H가 소비하는2 메탄노겐 사이의 이종 간 전달은 우드-Ljungdahl 경로에 의한 아세토겐으로 가는 대신 아세토겐에서 수소 가스가 방출되는 결과를 초래한다.[7] 아세토균도 강철 부식의 원인 중 하나이다. 아세토박테리움 우디치는 수소 가스와 CO를2 활용해 수소 가스와 황산염을 동반해 자라는 황산염 감소세균의 다수를 탄소원으로 사용하는 아세테이트를 만든다.[8]

참조

  1. ^ Schuchmann, Kai; Müller, Volker (2016-07-15). "Energetics and Application of Heterotrophy in Acetogenic Bacteria". Applied and Environmental Microbiology. 82 (14): 4056–4069. Bibcode:2016ApEnM..82.4056S. doi:10.1128/aem.00882-16. ISSN 0099-2240. PMC 4959221. PMID 27208103.
  2. ^ Berg, Ivan A.; Kockelkorn, Daniel; Ramos-Vera, W. Hugo; Say, Rafael F.; Zarzycki, Jan; Hügler, Michael; Alber, Birgit E.; Fuchs, Georg (2010-05-10). "Autotrophic carbon fixation in archaea". Nature Reviews Microbiology. 8 (6): 447–460. doi:10.1038/nrmicro2365. ISSN 1740-1534. PMID 20453874. S2CID 16059500.
  3. ^ Drake, H.; Gössner, A.; Daniel, S. (2008). "Old acetogens, new light". Annals of the New York Academy of Sciences. 1125 (1): 100–128. Bibcode:2008NYASA1125..100D. doi:10.1196/annals.1419.016. PMID 18378590. S2CID 24050060.
  4. ^ Henstra, Anne M; Sipma, Jan; Rinzema, Arjen; Stams, Alfons JM (2007). "Microbiology of synthesis gas fermentation for biofuel production". Current Opinion in Biotechnology. Energy biotechnology / Environmental biotechnology. 18 (3): 200–206. doi:10.1016/j.copbio.2007.03.008. ISSN 0958-1669. PMID 17399976.
  5. ^ 뮐러, 볼커, 프리히스, 재닌(Sep 2013) 아세토제니세균. 인: eLS. John Wiley & Sons Ltd, Chichester. http://www.els.net [doi: 10.1002/9780470015902.a0020086.pub2]
  6. ^ a b c Ragsdale, Stephen W.; Pierce, Elizabeth (December 2008). "Acetogenesis and the Wood-Ljungdahl Pathway of CO2 Fixation". Biochimica et Biophysica Acta (BBA) - Proteins and Proteomics. 1784 (12): 1873–1898. doi:10.1016/j.bbapap.2008.08.012. ISSN 0006-3002. PMC 2646786. PMID 18801467.
  7. ^ a b c d e Schuchmann, Kai; Müller, Volker (15 July 2016). "Energetics and Application of Heterotrophy in Acetogenic Bacteria". Applied and Environmental Microbiology. 82 (14): 4056–4069. Bibcode:2016ApEnM..82.4056S. doi:10.1128/AEM.00882-16. ISSN 0099-2240. PMC 4959221. PMID 27208103.
  8. ^ Mand, Jaspreet; Park, Hyung Soo; Jack, Thomas R.; Voordouw, Gerrit (3 June 2014). "The of acetogens in microbially influenced corrosion of steel". Frontiers in Microbiology. 5: 268. doi:10.3389/fmicb.2014.00268. ISSN 1664-302X. PMC 4043135. PMID 24917861.