3) Metabolisme 2: Respiration Flashcards
Hvad er de mest typiske sulfur-molekyler der oxideres?
Grundstoffet sulfur (S)
Hydrogen sulfid (H2S)
Thiosulfat (S2O3(2-)
- sulfit kan også oxideres (SO3(2-))
Hvad oxideres sulfur molekylerne oftest til?
Sulfat (SO4(2-))
Nævn en af sulfur oxidations pathwayene.
SOX systemet
Hvad bruges oxidationen af sulfur molekylerne til?
Reduktionsenergi der bruges til co2 fixering (rather than energi conservatiob).
Nævn 4 elekteonaccetorer som bruges af microorganismer i metabolismen
Ilt O2 reduceres til vand H2O
Nitrat NO3- reduceres til nitrit NO2-
Nitrit NO2- reduceres til lattergas N2O
Lattergas reduceres til dinitrogen N2
Sulfat SO4(2-) reduceres til svovlbrinte H2S
Hvad hedder bakterierne der danne svovlbrinte H2S?
Sulfatreducerende bakterier
Hvad hedder bakterier der ikke danner, men optaget svovlbrinte H2S?
Svovloxiderende bakterier
Nævn rækkefølgen ag svovlforbindelser fra mest reducerede til mest oxiderede.
-2 Sulfid/svovlbrinte H2S
0 Elementært svovl S
+2 Thiosulfat S2O3(2-)
+4 Sulfit SO3(2-)
+6 Sulfat SO4(2-)
Hvad er bakterier der kun kan lide lidt ilt?
Mikroaerofile
Hvad hedder mikroorganismerne der peosucerer metan CH4? Hvilken slags microorganismer er det?
Metanogener
Arkæer
Skitser groft hvordan polymerer omdannes til metan.
Polymerer (cellulose, proteiner, glycerider) nedbrydes extracellulært af udskilte hydrolyttiske enzymer.
Monomerene (sukre, amonosyre, fedtsyre) optages af fermenterende microorganismer.
Fermenteringsprodukter: H2 (CO/formate), acetat, methanol
Metanogener bruger fermenteringsprodukterne aka metanogensubstraterne til at danne metan CH4 ud fra metanogenese.
Hvilke 3 typer af metanogener er der og hvordan ser deres overordnede reaktionsskemaer ud?
Hydrogenotrofe metanogener:
4 H2 + CO2 -> CH4 + 2 H2O
(H2 ifm. CO eller format)
Metylotrofe metanogener:
4 CH3OH -> 3 CH4 + 2 H2O + CO2
Acetoklastiske metanogener:
CH3COO- + H+ -> CH4 + CO2
Gå mere i dybden med hydrogenotrofe metanogeners metabolisme.
Ekstern elektronaccepter - CO2
Elektrondoneren er H2
CO2 reduceres til metan CH4
H2 oxideres til H2O
Gå mere i dybden med metylotrofe metanogeners metabolisme.
Ingen ekstern elektronaccepter.
Metanol (CH3OH) oxideres til CO2 hvilket frigiver 6 elektroner.
De 6 elekroner bruges til at reducerer 3 andre methanol molekyler med så der dannes 3 methan.
Gå mere i dybden med acetoklastiske metanogeners metabolisme.
Ingen ekstern elektronaccepter.
En del af acetat molekylet CH2COO- oxideres til CO2.
En anden del reduceres til metan.
Hvorfor siges metanogener at være respiratoriske organismer?
Fordi de konserverer energi gennem oxidativ fosforylering.
Der er en kort elektrontransportkæde der opbygget enten en proton gradient eller en na+ gradient til at drive ATPsyntasen.
Hvad kan undertrykke metanogenesen?
Tilstedeværelsen af nitrat NO3- eller sulfat SO3(2-) fordi reduktion af disse et mere energetisk favorable processer end metanogenesen.
Hvad kan undertrykke fermenteringen?
Tilstedeværelsen af ilt.
Hvilken af de tre metanogeneser er mest energetisk favorabel?
Hyhydrogenotrofe metanogener (deltaG = -136kj/mol metan)
Metylotrofe metanogener
(-107kj/mol metan)
Acetoklastiske metanogener
(-37 KJ/mol metan)
Hvad bliver der af metanen dannet af metanogenerne?
Den kan blive oxideret tilbage til CO2 af metanoteofe microorganismer.
I hvilke miljøer finde metanogenerne?
I de anoxiske miljøer såsom akvatisk sediment, dyregut.
Hvilket step i nedbrydningen af organisk stof tager metanogenerne sig af?
Det terminale step af nedbrydningen af organisk stof.
Hvilke 4 nøgleprotwiner optræder i sox systemet?
SoxYZ
SoxB
SoxXA
SoxCD
Hvor befinder de fire nøgleenzymer fra sox systemet sig henne i cellen?
I periplasma
Hvilket af nøgleproteinerne binder sulfur molekylet til igennem Sox systemets pathway?
SoxYZ
Udfører sox systemet oxidation eller reduktion af sulfur molekylerne?
Oxidation
Hvor ender elektroner og hydroner der snuppes fra sulfur molekylet i sox systemet?
Elektroner føres til elektrontransportkæden gennem periplasmatisk cyt c.
Hydroner føres ud af periplasma og forsurer omgivelserne.
Hvad sker der hvis et bestemt nøgleenzym fra sox systemet mangler?
Hvilket enzym er der tale om?
Enzym: SoxCD
SoxYZ klumper sulfur molekylerne sammen så der dannes sulfur granula.
Hvor i cellen opbevares sulfur granula?
Periplasma
Hvordan dannes ATP med og uden tilstedeværelsen ag SoxCD?
Med: sulfur molekylet oxideres i sox systemet og elektronerne der snuppes herved gøres ind i elektrontransportkæden via periplasmatisk cyt c. Herved kan en protongradient opbygges og ATP kan laves ud fra ADP og Pi via oxidativ fosforylering.
Uden: danner sulfur granula og oxideret først sulfur molekylerne når de er transporteret gennem CM. Her oxideres det til sulfit SO3(2-). Sulfit kan herfra enten oxideres og udnyttes i elektrontransportkæden til oxidativ fosforylering eller det kan oxideres og udnyttes til substrat level fosforylering.
Hvad hedder processerne der omdanner nitrat (NO3-) til frit kvælstof (N2)?
Oxideres eller reduceres nitrat NO3-?
Denitrifikstion
Reduceres
Hvad hedder processen hvor frit kvælstof N2 indfanges af bakterier?
Bliver N2 oxideret eller reduceret?
Nitrifikation
Oxideres
Hvilke to organisme grupper samarbejder om nitrifikationen?
Ammonium oxiderende bakterier og arkæer:
Ammoniak oxideres til nitrit og vand
NH4+ + O2 -> NO2- (mm?)
Nitrit oxiderende bakterier:
Nitrit oxideres til nitrat
NO2- -> NO3-
Kræver nitrifikationen eller denitrifikstionen tilstedeværelse af ilt?
Nitrifikationen
Hvor ses reverse elektron flow og hvad er formålet og den negative konsekvens?
Formål: at danne NADH der skal bruges i calvin cyklussen.
Konsekvens: lavere energi-yield.
Ses hos nitrificerende organismer (ammonium oxiderende bakterier og arkæer og nitrit oxiderende bakterier)
Hvilke organismer bruget calvin cyklussen til at fixerer CO2?
Sulfur-oxiderende, jern-oxiderende og aerobe notrificerende organismer.
Nævn to vigtige gasser for c-kredsløbet.
CO2
Metan (CH4)
Hvor er det største kulstof reservoir?
I sten og sediment
Hvad er sammenhængen mellem oxygen- og kuldtofcyklussen?
Fotosyntesen fjerner CO2 og danner O2
Respirationen fjerner O2 og danner CO2
Hvad er peimærpeosicenter?
