Диссимиляционная сульфатредукция - Dissimilatory sulfate reduction

Обзор диссимиляционного восстановления сульфата, выполняемого сульфатредуцирующими микроорганизмами.

Диссимиляционная сульфатредукция это форма анаэробное дыхание который использует сульфат как терминал акцептор электронов. Этот метаболизм встречается у некоторых типов бактерии и археи которые часто называют сульфатредуцирующие организмы.

Диссимиляционное восстановление сульфата происходит в четыре этапа:[1]

  1. Превращение (активация) сульфата в аденозин-5’-фосфосульфат (APS) через Сульфат-аденилилтрансфераза
  2. снижение APS до сульфит через Аденилилсульфатредуктаза
  3. перенос атома серы сульфита к белку DsrC с образованием промежуточного трисульфида, катализируемого DsrAB.
  4. восстановление трисульфида до сульфид и снижение DsrC через мембраносвязанный фермент DsrMKJOP.

Что требует потребления одной молекулы АТФ и ввода 8 электронов (e−).[2][3]

Белковые комплексы, ответственные за эти химические превращения - Sat, Apr и Dsr - обнаружены во всех известных в настоящее время организмах, которые осуществляют диссимиляционное восстановление сульфата.[4] Энергетически сульфат - плохой акцептор электронов для микроорганизмов, поскольку окислительно-восстановительная пара сульфат-сульфит E0' -516 мВ, что слишком отрицательно, чтобы можно было уменьшить НАДН или же ферродоксин которые являются первичными внутриклеточными электронными посредниками.[5] Чтобы решить эту проблему, сульфат сначала превращается в APS ферментом АТФ-сульфурилаза (Сб), по цене одного АТФ молекула. Редокс пара APS-сульфит имеет E0' -60 мВ, что позволяет снижать APS с помощью НАДН или восстановленного ферродоксина с использованием фермента аденилилсульфатредуктаза (Апр), что требует ввода 2 электронов.[5] На заключительном этапе сульфит восстанавливается за счет диссимиляторная сульфитредуктаза (Dsr) для образования сульфида, требующего ввода 6 электронов.[3]

Примечание. Термин «диссимиляционный» используется, когда сероводород производится в процессе анаэробного дыхания. Напротив, термин «ассимилятор» будет использоваться в отношении биосинтеза сероорганических соединений.

Смотрите также

Серный цикл

Рекомендации

  1. ^ Сантос, AA; Венцеслав, СС; Грейн, Ф; Ливитт, WD; Даль, К; Джонстон, ДТ; Перейра, И.А. (18 декабря 2015 г.). «Трисульфид белка сочетает диссимиляционное восстановление сульфата с сохранением энергии». Наука. 350 (6267): 1541–5. Дои:10.1126 / science.aad3558. PMID  26680199.
  2. ^ Бартон, Ларри Л .; Фардо, Мари-Лор; Фок, Гай Д. (2014). "Глава 10. Сероводород: токсичный газ, производимый диссимиляционным сульфатом и восстановлением серы и потребляемый микробным окислением"В книге Питера М. Х. Кронека и Марты Э. Соса Торрес (ред.). Металлическая биогеохимия газообразных соединений окружающей среды. Ионы металлов в науках о жизни. 14. Springer. С. 237–277. Дои:10.1007/978-94-017-9269-1_10.
  3. ^ а б Грейн Ф., Рамос А.Р., Венсеслау СС, Перейра И.А. (февраль 2013 г.). «Объединяющие концепции анаэробного дыхания: выводы из диссимиляционного метаболизма серы». Биохим. Биофиз. Acta. 1827 (2): 145–60. Дои:10.1016 / j.bbabio.2012.09.001. PMID  22982583.
  4. ^ Перейра И.А., Рамос А.Р., Грейн Ф., Маркес М.К., да Силва С.М., Венсеслау СС (2011). «Сравнительный геномный анализ энергетического обмена у сульфатредуцирующих бактерий и архей». Передний микробиол. 2: 69. Дои:10.3389 / fmicb.2011.00069. ЧВК  3119410. PMID  21747791.
  5. ^ а б Муйзер Г., Стамс А.Дж. (июнь 2008 г.). «Экология и биотехнология сульфатредуцирующих бактерий». Nat. Rev. Microbiol. 6 (6): 441–54. Дои:10.1038 / nrmicro1892. PMID  18461075.