Metanogeneza
Metanogeneza ili biometanacija je proces formiranje metana aktivnošću mikroba poznatik kao metanogeni. Organizmi koji mogu proizvesti metana su identificiranai samo u domeni Archaea, grupi koja se filogenetski razlikuje i od eukariota i od bakterija, iako mnoge žive u bliskoj vezi s anaerobnim bakterijama. Proizvodnja metana je važan i rasprostranjen oblik metabolizma mikroorganizama uvećini okruženja, što je završni korak u razgradnje biomase.[1][2][3]
Biohemija metanogeneze
[uredi | uredi izvor]
Metanogeneza mikrobi je oblik anaerobnog disanja. Metanogeni, za disanje ne koriste kisik; u stvari, kisik inhibira rast metanogena. Terminalni akceptor elektrona u metanogenezi nije kisik, već ugljik. Ugljik se može javiti u malom broju organskih spojeva, svi sa niskom molekulskim težinama. Dva najbolje opisana puta uključuju upotrebu ugljendioksida i etanska kiseline kao terminalnog elektrona akceptorima:
- CO2 + 4 H2 → CH4 + 2H2O
- CH3COOH → CH4 + CO2.
Međutim, ovisno o pH i temperature, dokazano je da metanogeneza koristi ugljik drugih malih organskih spojeva, kao što su mravlja kiselina (formate), metanol, metilamin, dimetil sulfid i metanetiol.
Mehanizam metanogeneze
[uredi | uredi izvor]Biohemija metanogeneza je relativno složena, uključujući slijedeće koenzime i kofaktore:
Mehanizam za konverziju CH3 -S veze u metan uključuje trojni kompleks metil koenzima M i koenzima B koji se uklapaju u kanal prekinut od aksijalnog mjesta na niklu kofaktora F430. Jedan od predloženih mehanizama podrazumijeva transfer elektrona iz Ni (I) (u Ni (II), koj inicira formiranje CH4 veze na koenzimu M tiol radikala(RS). HS koenzimom B oslobađa se proton i ponovno reducira Ni (II) po jednim elektronom, regeneracijući Ni (I).
Reverzna metanogeneza
[uredi | uredi izvor]U obrnutoj metanogenezi, metan reagira s disulfidom koenzima M i daje koenzima M i njegove metilne derivate: RS-SR + CH4 → RS-H + RS-CH3 Supstanca organizama koji promoviraju ovu izvanrednu reakciju sadrže 7% F430.
Značaj u ciklusu ugljika
[uredi | uredi izvor]Metanogeneza je završni korak u raspadanja organske materije. Tokom procesa truljenja, akceptori elektrona, kao što su kisik, željezo, sulfat i nitrat, postaju osiromašeni, dok se vodik (H2) i ugljendioksid akumuliraju. Tokom napredovanja raspadanja organskih tvari, svi akceptori elektrona postaju siromašniji, osim ugljendioksida. Ugljični On je produkt većine kataboličkih procesa, tako da se ne istroši kao drugi potencijalni akceptori elektrona.[4][5][6]
Metanogeneza i fermentacija se odvijaju samo u odsustvu akceptorskih elektrona, osim ugljika. Fermentacija samo omogućava razlaganje većih organskih spojeva, a proizvodi male organske spojeve. Metanogeneza učinkovito uklanja polugotove proizvode razlaganj: vodik, male organske molekule i ugljendioksid. Bez metanogeneze, mnogo ugljika (u obliku fermentacijskih proizvoda) bi se akumuliralo u anaerobnim sredinama.
Također pogledajte
[uredi | uredi izvor]Reference
[uredi | uredi izvor]- ^ Laidler K. J. (1978): Physical chemistry with biological applications. Benjamin/Cummings, Menlo Park, ISBN 0-8053-5680-0.
- ^ Bajrović K, Jevrić-Čaušević A., Hadžiselimović R., Ed. (2005): Uvod u genetičko inženjerstvo i biotehnologiju. Institut za genetičko inženjerstvo i biotehnologiju (INGEB), Sarajevo, ISBN 9958-9344-1-8.
- ^ Hunter G. K. (2000): Vital Forces. The discovery of the molecular basis of life. Academic Press, London 2000, ISBN 0-12-361811-8.
- ^ Nelson D. L., Cox M. M. (2013): Lehninger principles of biochemistry. W. H. Freeman and Co., ISBN 978-1-4641-0962-1.
- ^ Kapur Pojskić L., Ed. (2014): Uvod u genetičko inženjerstvo i biotehnologiju, 2. izdanje. Institut za genetičko inženjerstvo i biotehnologiju (INGEB), Sarajevo, ISBN 978-9958-9344-8-3.
- ^ Međedović S., Maslić E., Hadžiselimović R. (2000): Biologija 2. Svjetlost, Sarajevo, ISBN 9958-10-222-6.
