VL 6 Teil 2 Flashcards
Ammonium-Oxidierer und beteiligte Enzyme
NH4+ -> NO2- (Ammonium -> Stickstoffdioxid mit Nitrit)
Ammonium-> Nitrit -> Nitrat
verbundene Enzyme:
Ammonium-Monooxygenase
Hydroxylamin-Oxidoreduktase
Cytochrom c554
Cytochrom cm552
Terminale Oxidase
Nitrit-Oxidierer
NO2- -> NO3-
besitzen Carboxysomen = von Proteinhülle umgebene Partikel, die Rubisco enthalten
Enzyme:
Nitrit-Oxidoreduktase
Terminale Oxidase
Was ist Commamoxund welche Bakterien können das?
COMplete AMMonia OXidation
-> ‚comammox‘-Bakterien aus der Familie der Nitrospira können beide Schritte der Nitrifikation
Was ist AnAmmOx?
ANAMMOX – ANaerobe AMMoniumOXidation durch Planktomyceten
-> Besitzen ein Anammoxosom, darin Synproportionierung
NO2- + NH4+ -> N2 + 2 H2O
Nitrifikation/Denitrifikation in Kläranlagen
Nitrifikation = aerobe bakterielle Oxidation von Ammoniak/Ammonium-Ionen zu Nitrat
zwei gekoppelten Teilprozessen:
o Oxidation Ammoniak zu Nitrit
o Oxidation Nitrit zu Nitrat
Rückläufiger Elektronentransport
zur Gewinnung von NADPH bzw. NADH
Denitrifikation = anaerobe Umwandlung des
im Nitrat gebundenen Stickstoffs zu molekularem
Stickstoff und Stickoxiden
In der Nähe heißer Tiefseequellen existieren komplexe Symbiosen zwischen welchen chemolithotrophen Prokaryoten und welchen Tieren?
Röhrenwürmer besitzen ein Bakteriocytenepithel
-Schwefeloxidierende Bakterien assoziieren mit Trophosomengewebe
6 Wege über die autotrophe Prokaryoten CO2 assimilieren
-Calvin-Benson-Zyklus (Bsp: Cyanobakterien, chemolithoautotrpohe Bakterien)
-reduktiver Tricarbonsäure Zylkus (Bsp. Grüne Schwefelbakterien)
-Acetyl-CoA Weg (Bsp: Anaerobe Bakterien und Archeen)
- 3-hydroxypropionat-Doppelzyklus (Bsp. schwefelfreie grüne Bakt.)
-3 Hydroxypropionat
…
Der Calvin-Zyklus: was wird reingesteckt und was entsteht?
6 CO2 werden aufgenommen und zu Fructose-6-Phosphat
o 18 ATP werden benötigt
-> aus Photophosphorylierung
o 12 NAD(P)H werden benötigt
->vom Licht oder reversen Elektronenfluss
Reduktiver Tricarbonsäurezyklus:
in welchen Organismen,
welche Proteine sind beteiligt?
Was ist das Produkt?
Autotroph
o CO2-fixierung in phototrophen grünen Schwefelbakterien
o Ferrodoxinred für Carboxylierungsreaktionen benötigt
o Ausgehend von Oxalacetat werden in diesem Zyklus 3 CO2 eingebaut
-> Produkt: Pyruvat
o Umwandlung von Pyruvat zu Phosphoenolpyruvat (PEP) verbraucht 2 energiereiche
Phosphatbindungen (ATP -> AMP)
Hydroxypropionat-Weg:
in welchen Organismen?
Was ist das Edukt?
Was ist das Zwischenprodukt?
Was passiert mit den Endprodukten?
o Autotropher Weg des grünen Nicht-Schwefel-Bakteriums Chloroflexus
o Acetyl-CoA wird 2 Mal carboxyliert
-> Zwischenprodukt Methylmalonyl-CoA
o Umlagerung des Zwischenprodukts -> Acetyl-CoA + Glyoxylat
o Glyoxylat wird zu Zellmaterial
Acetyl-CoA-Weg zur CO2-Fixierung
Extrem O2-empfindlich
o 2 Moleküle CO2 werden für 1 Acetyl-CoA benötigt, beide durchlaufen versch. Stoffwechselwege
- Weg 1: CO2 -> Formiat -> Bindung an Tetrahydrofolat FH4 (red. Folsäure) ->Formyl
=> Sukzessive Reduktion der Formyl-Gruppe zur Methylgruppe
-> Methylrest des Acetyl-CoA
- Weg 2: Acetyl-CoA-Synthase/Decarbonylase mit Ni-Fe-Zentrum reduziert CO2 zu CO,
-> CO bleibt an Nickel-Komplex gebunden -> Carbonyl-Anteil des Acetyl-CoA
- Verknüpfung –CH3 und –CO zu Acetyl-CoA mittels eines weiteren Enzyms mit Cobalt
Energiebilanz der CO2-Fixierung für die Synthese von 1 Triosephosphat aus 3 CO2/HCO3
Calvin-Zyklus: 9 ATP
reduktiver Tricarbonsäurezyklus: 5 ATP
Acetyl-CoA-Weg: 4 ATP
Aber: Energetik ist nicht alles, je nach Anwesenheit von O2 gehen energetisch günstige Wege nicht!
Was ist anaerobe Respiration
Generelles Prinzip:
Elektronen werden durch Oxidation von NADH in Atmungskette eingespeist und über
Carrier (anaerob – nicht Sauerstoff) übertragen
- Anaerobe Atmer nutzen oxidierte Substrate als Elektronenakzeptoren in Atmungsketten
o Nitrat, Nitrit, Sulfat, DMSO, TMAO, Fumarat, Metallionen u.a.
