vpravo|bezrámu|372x372bod Metanogenéza je tvorba metánu metanogénnymi archeónmi, prokaryotickými organizmami, ktoré produkujú metán ako odpadný produkt svojho metabolizmu. Najpreskúmanejšie sú metanogénne organizmy Methanosarcina barkeri a Methanosarcina mazei. Koncom 80. rokov 20. staročia bolo zistené, že tvorba metánu u týchto organizmov je naviazaná na transport elektrónov elektróntransportným reťazcom, ktorý je spojený s pumpovaním protónov alebo sodných katiónov, ktorých elektrochemický gradient sa využíva na syntézu ATP, je teda v súlade s chemiosmotickou teóriou.
Metylkoenzým-M-reduktáza Metylkoenzým-M-reduktáza je enzým archeónov, ktorý tvorí metán. Reaktantmi sú metylkoenzým M (CH3SCoM) a koenzým B (CoB-SH):
CH3SCoM + CoB-SH → CH4 + CoB-S-S-CoM
Druhým produktom je tzv. heterodisulfid (CoB-S-S-CoM).
Metylkoenzým-M-reduktáza vyžaduje na svoju funkciu kofaktor F430, čo je porfinoid, ktorý má derivát tetrapyrolu ako ligand a centrálnym atómom je nikel. Mechanizmus, akým enzým tvorí metán nie je známy, predpokladá sa, že metylová skupina metylkoenzýmu M je prenesená na atóm niklu kofaktoru F430 a následne je tento organokovový komplex redukovaný koenzýmom B za prerušenia koordinačnej väzby nikel-uhlík za tvorby metánu a disulfidu.
Metanolkoenzým-M-metyltransferáza Metanolkoenzým-M-metyltransferáza je enzým, ktorý tvorí metylkoenzým M (CH3SCoM) z koenzýmu M (CoM-SH) a metanolu (MeOH):
CoM-SH + MeOH → CH3SCoM
Metanolkoenzým-M-metyltransferáza vyžaduje na svoju funkciu korinoid, čo je komplex s ligandom odvodeným z hému a centrálnym atómom kobaltu. Predpkladá sa, že v reakčný mechanizmus zahŕňa organokovovú zlúčeninu s koordinačnou väzbou kobalt-uhlík, pričom prechodne sa viažucim ligandom je metylová skupina pochádzajúca z metanolu.
Redukcia heterodisulfidu Redukcia heterodisulfidu (CoB-S-S-CoM) na koenzým B (CoB-SH) a koenzýmu M (CoM-SH) je sprostredkovaná membránovo viazaným proteínom, ktorý je protónovou pumpou, preto je tento proces spojený s tvorbou transmembránového potenciálu na cytoplazmatickej membráne archeónov:
CoB-S-S-CoM + e- + H+ → CoB-SH + CoM-SH + transmembránový potenciál
Primárny zdroj elektrónov Primárny&m zdrojom elektrónov u metanogénnych archeónov je plynný vodík, H2. Ten sa využíva analogicky ako NADH v Komplexe I ako zdroj elektrónov, ktoré zredujú uhlík metanolu na za tvorby metánu. Energia týchto elektrónov sa využije na tvorbu transmembránového potenciálu, preože zodpovedajúci proteín je transmembránovo viazaný a je protónovou pumpou.
ATP syntáza metanogénnych archeónov ATP syntáza metanogénnych archeónov je enzým typu A, ktorý je poháňaný elektrochemickým gradientom sodných katiónov, nie protónov.
Sodno-protónový antiporter Sodno-protónový antiporter je výmenník, ktorý premieňa transmembránový potenciál protónov na transmembránový potenciál sodných katiónov. Zatiaľčo jeden z týchto iónov sa presúva v smere elektrochemického gradientu, je jeho energia využitá na endergonický presun druhého z iónov proti elektrochemickému potenciálu.
Redukcia oxidu uhličitého na metán za pomoci vodíka Redukcia oxidu uhličitého vodíkom na metán prebieha u Methanosarcina barkeri. +
Referencie
Pozri aj Dýchací reťazec Bioenergetika Archeóny Metán Koenzým M Koenzým F420 Koenzým F430 Kofaktor F430 Koenzým B Metylkoenzým-M-reduktáza Metanolkoenzým-M-metyltransferáza
Iné projekty
Kategória:Metabolické dráhy