Metanogénesis y Metilótrofos

Ciclo del Monóxido de Carbono

•La mayor fuente de CO es la oxidación fotoquímica de metano y otros hidrocarbonos en la atmósfera.

•Las cantidades de rastros de CO se forman durante la respiración microbiana y animal, por el rompimiento del grupo hemo.

•El CO altamente tóxico para la mayoría de los organismos.

Ruta de Monóxido de Carbono

Reductores de SO4

Metanógenos Metanógenos

Carboxidótrofos

Acetanógeno

Metanógenos

Oxidadores de H2

Reductores de SO4

CO

•La enzima clave, CO-deshidrogenasa, cataliza la reacción: CO + H2O→ CO2 + H2 •En la presencia de oxígeno, el producto de H2 es oxidado por agua, rindiendo energía por la fijación de CO2. •Anaeróbicamente, se reduce H2 →CH4 , por algunos metanógenos: CO + 3H2 → CH4 + H2O•Las bacterias reducen los niveles tóxicos de CO del ambiente convirtiéndolo en CO2 por medio de los genes cooH, cooF, cooS: CooS (CO deshidrogenasa), que oxida CO; CooF, una proteina de Fe-S; y CooH, deshidrogenasa CO-tolerante.

H2

CO2

Metanogénesis a partir de la celulosa

• En muchos ambientes anóxicos los precursores inmediatos del metano son el H2 y el CO2 que se generan por las actividades de los organismos fermentadores. En el proceso general de producción de metano a partir de la fermentación de un polisacárido, como la celulosa, pueden intervenir hasta cinco grupos fisiológicos de procariotas.

• Las bacterias celulolíticas rompen la molécula de celulosa, de peso molecular elevado, en celobiosa y glucosa libre.

• Por acción de los fermentadores primarios, la glucosa origina ácidos orgánicos, alcoholes, H2 y CO2.

• Todo el hidrógeno producido es consumido inmediatamente por las bacterias metanogénicas, las acetogénicas o las reductoras de sulfato si éste se halla en alta concentración.

• Además el acetato puede ser convertido en metano por otros metanógenos

Referencias• R. L. KERBY, P. W. LUDDEN, AND G. P. ROBERTS. Carbon Monoxide-

Dependent Growth of Rhodospirillum rubrum. JOURNAL OF BACTERIOLOGY, Apr. 1995, p. 2241–2244 Vol. 177, No. 8

• LEE LYND, R. KERBY, AND J. G. ZEIKUS. Carbon Monoxide Metabolism of the Methylotrophic Acidogen Butyribacterium methylotrophicum. JOURNAL OF BACTERIOLOGY, Jan. 1982, p. 255-263 Vol. 149, No. 1

• ROBERT F. HICKEY , JULIANA VANDERWEILEN AND MICHAEL S. SWITZENBAUM. PRODUCTION OF TRACE LEVELS OF CARBON MONOXIDE DURING METHANOGENESIS ON ACETATE AND METHANOL. Biotechnology Letters Vol 9 No 1 63-66 (1987)

• Harold L. Drake, Shou-Ih Hu, and Harland G. Wood. Purification of Carbon Monoxide Dehydrogenase, a Nickel Enzyme from Clostridium themnoaceticum. THE JOURNAL OF BIOLOGICAL CHEMISTRY Vol. 255. No 15, 1980.