From Wikipedia, the free encyclopedia
Metanotrofi ili metanofili su prokarioti koji mogu metabolizirati metan, kao jedini izvor ugljika i energije. Mogu rasti aerobno ili anaerobno, a za preživljavanje im je potreban jednougljično jedinjenje. Pod aerobnim uvjetima, oni kombinirauju kisik i metan formirajući formaldehid, koji se zatim ugrađuje u organske spojeve, preko serinskog puta ili ribuloza monofosfata (krnjeg) puta.[1][2][3][4]
Tip I metanotrofa su dio Gammaproteobacteria, koje koriste krnji put asimilacije ugljika. S druge strane, tip II metanotrofa su dio Alphaproteobacteria, koje i koriste serinski put asimilacije ugljika. Također ih karakterizira sistem interne membrane, unutar koje se odvija oksidacija metana. Metanotrofi se uglavnom javljaju u zemljištu, a posebno su uobičajeni u sredinama gdje se proizvodi metan. Njihova staništa uključuju okeane, blato, močvare, podzemna okruženja, zemljišta, rižina polja i deponije. Od posebnog su interesa za istraživače koji proučavanju globalno zagrijavanje, jer su značajni u globalnom bilansu metana.[5][6] Bezrazložna detoksikaciju nekih zagađivača životne sredine, kao što su hlorirani ugljikovodici, metanotrofe su učinili atraktivnim modelima za procese takve ebioremedijaciju. Metan je jednako i potencijalni stakleničkih plin, daleko jači od ugljendioksida. Stoga, metanotrofi imaju glavnu ulogu u smanjenju oslobađanja metana u atmosferu iz okruženja, kao što su rižina polja, deponije, bare i močvare, u kojima je proizvodnja metana relativno visoka. Razlike u načinu fiksacije formaldehida i strukture membrane dijele metanotrofe u nekoliko grupa, koje uključuju:
Metanotrofija je poseban slučaj metilotrofije, u kojoj se koriste jednougljična jedinjenja, koja su više nego reducirani ugljendioksid. Neki metilotrofi, međutim, također mogu iskoristiti i višeugljična jedinjenja koja ih razlikuje od metanotrofa koji su obično potrošači oksidatora metana i fmetanola. Jedini, do danas izolirani, fakultativni metanotrof i su članovi rodova Methylocella i Methylocystis.[6]
Methanotrophs oxidize methane by first initiating reduction of an oxygen atom to H2O2 and transformation of methane to CH3OH using methane monooxygenases (MMOs).[7] Furthermore, two types of MMO have been isolated from methanotrophs: soluble methane monooxygenase (sMMO) and particulate methane monooxygenase (pMMO). Cells containing pMMO have demonstrated higher growth capabilities and higher affinity for methane than sMMO containing cells.[7] It is suspected that copper ions may play a key role in both pMMO regulation and the enzyme catalysis, thus limiting pMMO cells to more copper-rich environments than sMMO producing cells.[8]
U funkcijskom smislu, metanotrofi se nazivaju metan oksidacijskim bakterijama; međutim, metan oksidirajuće bakterije obuhvataju i druge organizame koji se ne smatraju kao isključivi metanotrofi. Zato su metan oksidacijske bakterije podijeljene u četiri podgrupe:
Metanotrofi oksidiraju metan po prvi pokretanjem reduciranjem atoma kisika u H2 O2 i transformacijae metana uCH3OH korištenjem metanske monooksigenaze (MMO). Osim toga, među metanotrofima su izolirane dvije vrste MMO: *rastvorljivi metan monooksigenazom ( sMMO) i
Ćelije koje sadrže pMMO su pokazale veće mogućnosti rasta i veći afinitet za metan od onih koje sadrže sMMO ćelije. Sumnja se da ioni bakra mogu imati ključnu ulogu i u regulaciji pMMO i u katalizi enzimom, čime pMMO ograničava ćelijama u okruženju koje je bogatije bakrom nego sMMO ćelije koje proizvode.
Istraživanja u morskim sredinama su otkrila da metan može biti oksidiran i anaerobno u kompleksu oksidacije metana archaea i sulfat-reducirajućih bakterija. Anaerobna oksidacije metana (AOM) uglavnom se javlja u morskim sedimentima bez kisika. Tačan mehanizam oksidacije metana pod anaerobnim uvjetima je i dalje tema rasprava, ali najšire prihvaćena teorija je da archaea koriste obrnuti putmetanogeneze. za proizvodnju ugljendioksid i drugih, nepoznatih supstanci. Ovaj nepoznati međuprodukt potom koriste bakterije koje reduciraju sulfate da dobiju energiju iz redukcije sulfata u sumporovodik. Anaerobnoi metanothrofi ne uključuju poznate aerobne metanotrofe; najbliži u odnosu na anaerobne metanotrofe su metanogene Methanosarcinales.
Nedavno je identificirana nova bakterija Candidatus methylomirabilis oxyfera koja ima sposobnost anaerobne oksidacije metana u redukciji nitrita, bez potrebe za sintrofskim partnerom. Na osnovu tih proučavanja, vjeruje se da M. m. oxyfera anaerobno oksidira metana korištenjem internog kisika iz dismutaza dušik oksida u dušik i kisik.[9]
Seamless Wikipedia browsing. On steroids.
Every time you click a link to Wikipedia, Wiktionary or Wikiquote in your browser's search results, it will show the modern Wikiwand interface.
Wikiwand extension is a five stars, simple, with minimum permission required to keep your browsing private, safe and transparent.
