Дорога Вуд – Юнгдал - Wood–Ljungdahl pathway

Восстановительный путь ацетил-КоА

В Дорога Вуд – Юнгдал представляет собой набор биохимических реакций, используемых некоторыми бактерии и археи называется ацетогены и метаногены, соответственно. Он также известен как восстановительный ацетил-кофермент А (Ацетил-КоА ) путь.[1] Этот путь позволяет этим организмам использовать водород в качестве донора электронов и диоксид углерода в качестве акцептора электронов и в качестве строительного блока для биосинтеза.

На этом пути углекислый газ сводится к монооксид углерода и муравьиная кислота или непосредственно в формильную группу, формильная группа восстанавливается до метильной группы, а затем объединяется с монооксидом углерода и Коэнзим А для производства ацетил-КоА. На стороне оксида углерода метаболизма участвуют два специфических фермента: CO дегидрогеназа и ацетил-КоА-синтаза. Первый катализирует восстановление CO2 и последний объединяет образующийся CO с метильной группой с образованием ацетил-CoA.[1][2]

Некоторые анаэробные бактерии и археи используют путь Вуда – Люнгдаля в обратном направлении для расщепления ацетата. Например, некоторые метаногены расщепляют ацетат до метильной группы и монооксида углерода, а затем восстанавливают метильную группу до метана, окисляя моноксид углерода до диоксида углерода.[3] Сульфатредуцирующие бактерии тем временем полностью окислить ацетат до CO2 и H2 в сочетании с сокращением сульфат к сульфид.[4] При работе в обратном направлении ацетил-КоА-синтаза иногда называют ацетил-КоА декарбонилазой.

Этот путь встречается у обеих бактерий (например, ацетогены ) и архей (например, метаногены[5]). в отличие от Обратный цикл Кребса и Цикл Кальвина, этот процесс не является циклическим. Недавнее исследование геномов ряда бактерий и архей предполагает, что последний универсальный общий предок (LUCA) всех клеток использовали путь Вуда-Люнгдаля в гидротермальных условиях.[6] Филометаболический реконструкции[7] а также химические эксперименты предполагают, что этот путь может иметь пребиотик происхождение.[8]

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ а б Рэгсдейл Стивен В. (2006). «Металлы и их основы для развития сложных ферментативных реакций». Chem. Rev. 106 (8): 3317–3337. Дои:10.1021 / cr0503153. PMID  16895330.
  2. ^ Пол А. Линдаль "Никель-углеродные связи в ацетил-кофермент А-синтазах / дегидрогеназах окиси углерода" Met. Ions Life Sci. 2009 г., том 6, стр. 133–150. Дои:10.1039/9781847559159-00133
  3. ^ Может, Мехмет; Армстронг, Фрейзер А .; Рэгсдейл, Стивен В. (23 апреля 2014 г.). «Структура, функция и механизм никелевых металлоферментов, CO дегидрогеназы и ацетил-CoA синтазы». Химические обзоры. 114 (8): 4149–4174. Дои:10.1021 / cr400461p. ISSN  0009-2665. ЧВК  4002135. PMID  24521136.
  4. ^ Спорман, Альфред М .; Тауер, Рудольф К. (1988). «Анаэробное окисление ацетата до CO2 к Desulfotomaculum acetoxidans". Архив микробиологии. 150 (4): 374–380. Дои:10.1007 / BF00408310. ISSN  0302-8933.
  5. ^ Matschiavelli, N .; Oelgeschlager, E .; Cocchiararo, B .; Finke, J .; Ротер, М. (2012). «Функция и регуляция изоформ дегидрогеназы монооксида углерода / ацетил-КоА-синтазы в Methanosarcina acetivorans». Журнал бактериологии. 194 (19): 5377–87. Дои:10.1128 / JB.00881-12. ЧВК  3457241. PMID  22865842.
  6. ^ М. К. Вайс; и другие. (2016). «Физиология и среда обитания последнего универсального общего предка». Природная микробиология. 1 (16116): 16116. Дои:10.1038 / nmicrobiol.2016.116. PMID  27562259.
  7. ^ Браакман, Рожье; Смит, Эрик (19 апреля 2012 г.). «Возникновение и ранняя эволюция биологической фиксации углерода». PLOS вычислительная биология. 8 (4): e1002455. Bibcode:2012PLSCB ... 8E2455B. Дои:10.1371 / journal.pcbi.1002455. ISSN  1553-7358. ЧВК  3334880. PMID  22536150.
  8. ^ Varma, Sreejith J .; Muchowska, Kamila B .; Шатлен, Поль; Моран, Джозеф (23.04.2018). «Самородное железо восстанавливает CO2 до промежуточных и конечных продуктов пути ацетил-КоА». Природа Экология и эволюция. 2 (6): 1019–1024. Дои:10.1038 / s41559-018-0542-2. ISSN  2397-334X. ЧВК  5969571. PMID  29686234.

Другое чтение

  • Wood HG (февраль 1991 г.). «Жизнь с CO или CO2 и H2 как источником углерода и энергии». FASEB J. 5 (2): 156–63. Дои:10.1096 / fasebj.5.2.1900793. PMID  1900793.
  • Дикерт Г., Вольфарт Г. (1994). «Метаболизм гомоацетогенов». Антони ван Левенгук. 66 (1–3): 209–21. Дои:10.1007 / BF00871640. PMID  7747932.