Mikrobieller Stoffwechsel 2 Flashcards
Atmung
allgemeine Kennzeichen
vollständige Substratoxidation zu CO2 und H2O, externer Elektronenakzeptor
immer ATP Synthese über protonenmotorische Kraft, generiert durch Elektronenfluss
bei aerober Atmung wird mehr Energie frei
Nitratatmung
anorganische N-Verbindungen als Elektronenakzeptor
bei Sauerstoffmangel in Ggw von Nitrat Nitratreduktase induziert
E. coli: Nitrat bis Nitrit
Denitrifikation: bis N2 reduziert: Pseudomonas, Paracoccus
Denitrifizierer können auch andere Elektronenakzeptoren nutzen
Schwefelreduktion, z.B. Sulfatatmung
verschiedene S-Verbindungen Elektronenakzeptoren
Sulfatreduzierende MO bilden H2S in anoxischen Gewässersedimenten
Elektronendonoren: H2 , org. Vbg
Sulfatredukation erfordert seine Aktivieung durch Reatkion von ATP zu Adenosinphosphorylsulfat (APS)
Sulfat-Assimilation erfordert weitere Phosphorylierung
Assimilatorischer Stoffwechsel
Reduktion anorg. Substanzen für Biosynthesen
NAD(P)H als Reduktionskraft, um z.B. No3-, SO42-, CO2 zu reduzieren; Produkte dienen dann als N/S/C-Quelle
Endprodukte des Verbindungen: Aminogruppen, Thiolgruppen, org. Kohlenstoffe
energieverbrauchend, kleine Mengen
Eisen 3 als Elektronenakzeptor
verschiedene MO
Elektronendonor: H2/ Acetat
Fe2+ entsteht, besser löslich
mit weiteren Metalloiden mgl
biogeochsmiche Eisensolubilisierung
Protonen als Elektronenakzeptor
bei Archaea Pyrococcum furiosus
spezielle Glycolyse
Reduktion eines Ferredoxins
gekoppelt mit Hydrogenase; H+ zu H2 reduziert + Protonentransport
CO2 als Elektronenakzeptor
Unterteilung der obliga anaeroben:
Homoacetogene: Bilden Acetat (Acetogenese)
Methanogene: bilden Methan (Methanogenese)
H2 als Elektronendonor
Acetogenese
CO2 in Acetat umgewandelt
Elektronen aus Wasserstoff (Chemlitotroph) oder org. Vbg. (Chemoorganotroph)
Energie aus ionenmotorischer Kraft
Na+ abh. ATP-Synthase
Bsp: Acetobacterium, Clostridium aceticum
Methanogenese
strict anaerobe Methanogene (Archaea)
Reduktion von CO2 zu Methan
Beteiligung besonderer Coenzyme
Methanogene und Syntropie
nut wenige Substate direkt in Methan überführt
Zusammenarbeit mit anderen MO nötig : Syntropie
2 Oragnismen kombinieren methabolische Fähigkeit
Sekundärfermentierer vergären Gärungsendprodukte der Primärfermentierer
Wasserstoffoxidation
H2 als Substrat der Energiegewinnung in Atmungskette (-> H2o)
Knallgasbakterien
stark exergone Reaktion
Schwefeloxidation
verschiedene Schwefelverbindungen werden zu Sulfat oxidiert
dabei freiwerdende Energie für protonenmotorische Kraft verwendet
bei farblosen Schwefelbakterien und thermophilen Archaea
Eisenoxidation
Fe2-> Fe3
unter oxischen Bedingungen Fe2 nur im Sauren stabil: obligat azodiphil
Fe3+ bildet Fe(OH)3 im Wasser (unlöslich(
Fe2+ hat hohes Redoxpotential -> schlechte Energiebilanz
Nitrifikation
anaorg. N-Vbg zu Nitrit oder NItrat (2 Schroitte)
meiste MO nur ein Schritt ausführen: Ammoniumoxidierer vs Nitrtoxidierer
geownnene Elektronen in Atmungskette
Hautschritte der Nitrifikation
Ammoniak -> Hydroxylamin -> Nitrit -> Nitrat
Gärungen
Voraussetzungen
was geschieht
Energiebilanz
anoxische Bedinungen; abbaubare Verbindungen, aber kein Elektronenakzeptor
Elektronen auf organisches Akzeptoren übertragen; Produkte ausgeschieden, Redoxreaktionen
ATP Ausbeute gering
Milchsäure Gärung
Milchsäurebakterien
Unterteilung in homofermentativ (2 Lactat) und heterofermentativ (Lactat, EthOh, Co2)
gemischte Säuregärung
Vorkommen, Entprodukte
bei Enterobacterien
Produktzusammensetzung variiert: Ameisensäure, Essigsöure, Bernsteinsäure, Lactat, EtOH, H2, CO2
Buttersäure - und Lösungsmittelbutanolgärung
welche Organismen; Produkte, Variation
bei gram + obligat anaeroben Firmicutes (z.B. Clostridium)
Bildung von Acetat/ Butyrat
bei fallendem ph Lösungsmittelgärung: Bildung neutraler Produkte statt Säuren, z.B. Aceton, ButOH, Isopropanol
Propionsäuregärung
aus Glucose oder Lactat Prptionsäure
Propionibacterium
weichtig für Schweizer Käse Geschmack
Essigsäuregärung
Essigsäurebakterien
wenn Hefen Zucker oder KOH zu EtOH vergären
Energiegewinn durch Ox von EtOH zu Essigsäure
ATP Bildung über Atmungskette (partielle Oxidation)
