Omoacetogeni e via dell’Acetil CoA: la CO2 come accettore di elettroni

La CO2 può essere utilizzata come accettore di elettroni nel metabolismo energetico. Questi batteri hanno una catena respiratoria diversa dal solito e sono anerobi obbligati. Batteri di questo tipo sono:

  • Omoacetogeni: sono così definiti perché utilizzano l’idrogeno come donatore di equivalenti riducenti e anidride carbonica come accettore. In conseguenza del trasferimento di elettroni tra H e CO2 si genera acido acetico (acetato).
  • Metanogeni: anche questi utilizzano idrogeno come donatore di equivalenti riducenti e anidride carbonica come accettore. In conseguenza del trasferimento di elettroni tra H e CO2 si genera metano. Leggi i nostri appunti sui metanogeni

Questi batteri quindi usano idrogeno molecolare come principale fonte di potere riducente.

Omoacetogeni

Negli omoacetogeni, come i Clostridium, la via metabolica prende il nome di Via dell’acetil-CoA. Questa via è utilizzata per la crescita autotrofa, ciò vuol dire che consente al batterio di utilizzare l’anidride carbonica non solo come accettore finale della catena respiratoria ma anche come fonte di carbonio, infatti la CO2 viene organicata in acetato.

Questa è un’autotrofia diversa da quella che conosciamo (non c’è ciclo di Calvin).

Via dell’acetil-CoA

Via dell'acetil-CoA nei batteri omoacetogeni

Si parte da idrogeno e CO2, mentre il punto di arrivo è l’acetato. L’acido acetico è una molecola che ha un metile e un gruppo carbonilico CO, quindi di fatto in questa via metabolica l’anidride carbonica deve essere convertita in gruppo carbonile dell’acetato.

Questa via si può dividere in due step:

  • Un primo step parte da H2 e CO2 e porta alla formazione del gruppo metile.
  • Un altro step parallelo parte sempre da H2 e CO2 e porta alla formazione del gruppo carbonilico.

Alla fine questi due gruppi si devono semplicemente unire nella molecola dell’acetato.

Questi sono batteri particolari che presentano coenzimi particolari, nel primo step interviene il coenzima tetraidrofolato (THF). Nella prima reazione gli equivalenti riducenti dell’idrogeno vengono trasferiti all’anidride carbonica e si forma il formil-tetraidrofolato.

Il gruppo formil-tetraidrofolato subisce un’ulteriore riduzione e si passa al metil-tetraidrofolato. A questo punto c’è uno scambio di metili, da metil-tetraidrofolato si passa a metil-vitamina B12.

Il gruppo carbonile si forma sempre a partire da H e anidride carbonica grazie all’intervento dell’enzima monossido di carbonio deidrogenasi. Questo enzima ha due cofattori importanti che sono ferro e nickel.

Il gruppo carbonilico è legato al ferro e al nickel si va a legare il gruppo metile che si era formato durante lo step precedente. La monossido di carbonio deidrogenasi, con i suoi cofattori, ha quindi legati sia il gruppo metile che il gruppo carbossile.

L’enzima si allontana ed entra il coenzima A e si forma acetil-CoA. Il CoA fornisce l’energia necessaria per la formazione del legame tra il gruppo metile e il gruppo carbonilico.

L’acetil-CoA è una molecola ad alto contenuto energetico, perde il CoA e si libera energia per la formazione di ATP. Con la perdita del CoA si forma l’acetato.

In questa via si è formato ATP anche nel passaggio che porta alla formazione dell’acetil-CoA grazie ad un gradiente di sodio che si viene a formare attraverso la membrana plasmatica.

Questa non è una catena respiratoria come quella che conosciamo però c’è il trasferimento di elettroni tra una molecola donatrice, l’idrogeno, e una molecola accettore che è l’anidride carbonica.
Inoltre, così come nella catena respiratoria classica, viene sintetizzato ATP.

Con la via dell’Acetil-CoA la molecola di anidride carbonica viene organicata perché si forma acetato. Per questo si parla di crescita autotrofa dei batteri con la via dell’Acetil-CoA.

Libro di testo

Gli appunti di microbiologia presenti sul nostro sito sono quelli che io stesso ho utilizzato per preparare l’esame. Come saprete, però, i libri di testo sono indispensabili perché ci permettono di addentrarci più a fondo negli argomenti e ci permettono di capire gli argomenti che a lezione sono stati poco chiari. Clicca qui per i libri di microbiologia consigliati per gli studenti di biologia.
Io personalmente, per preparare l’esame, ho usato il Brock.

Autore dell'articolo: Admin

In questo sito voglio mettere a disposizione, gratuitamente, il materiale didattico che ho utilizzato per lo studio. Gli appunti sono una sintesi tra appunti di lezione, libri di testo, slide, materiale trovato online. Per sostenere il progetto potete acquistare, direttamente dal sito, i libri di testo. Per voi non ci sarà nessun sovrapprezzo, ma questo mi consente di ottenere una piccola commissione. Un'ultima cortesia: disattivate AdBlock, le pubblicità mi aiutano a finanziare questo progetto..a voi non costa nulla!

Lascia un commento

Il tuo indirizzo email non sarà pubblicato. I campi obbligatori sono contrassegnati *