La vía Wood-Ljungdahl es un conjunto de reacciones bioquímicas utilizadas por algunas bacterias y arqueas llamadas acetógenos y metanógenos , respectivamente. También se conoce como la reductora acetil-coenzima A ( acetil-CoA ) vía . [1] Esta vía permite que estos organismos utilicen hidrógeno como donante de electrones y dióxido de carbono como aceptor de electrones y como componente básico para la biosíntesis.
En esta vía, el dióxido de carbono se reduce a monóxido de carbono y ácido fórmico o directamente a un grupo formilo, el grupo formilo se reduce a un grupo metilo y luego se combina con el monóxido de carbono y la coenzima A para producir acetil-CoA. Dos enzimas específicas participan en el lado del monóxido de carbono de la vía: CO deshidrogenasa y acetil-CoA sintasa . El primero cataliza la reducción del CO 2 y el segundo combina el CO resultante con un grupo metilo para dar acetil-CoA. [1] [2]
Algunas bacterias anaeróbicas y arqueas utilizan la vía Wood-Ljungdahl a la inversa para descomponer el acetato. Por ejemplo, algunos metanógenos descomponen el acetato en un grupo metilo y monóxido de carbono, y luego reducen el grupo metilo a metano mientras oxidan el monóxido de carbono a dióxido de carbono. [3] Las bacterias reductoras de sulfato , mientras tanto, oxidan el acetato completamente a CO 2 y H 2 junto con la reducción de sulfato a sulfuro . [4] Cuando se opera en la dirección inversa, la acetil-CoA sintasa a veces se llama acetil-CoA descarbonilasa.
La vía se produce tanto en bacterias (por ejemplo, acetógenos ) como en arqueas (por ejemplo, metanógenos [5] ). A diferencia del ciclo de Krebs inverso y el ciclo de Calvin , este proceso no es cíclico. Un estudio reciente de los genomas de un conjunto de bacterias y arqueas sugiere que el último ancestro común universal (LUCA) de todas las células estaba utilizando la vía Wood-Ljungdahl en un entorno hidrotermal. [6] Las reconstrucciones filometabólicas también apoyan esto. [7] Sin embargo, experimentos recientes han intentado replicar esta vía al intentar reducir el CO 2 , con muy poco piruvato observado usando hierro nativo como agente reductor (<0.03 mM), [8] y menos aún en ambientes hidrotermales con H 2 (10 µM). [9]
Ver también
Referencias
- ↑ a b Ragsdale Stephen W (2006). "Metales y sus andamios para promover reacciones enzimáticas difíciles". Chem. Rev . 106 (8): 3317–3337. doi : 10.1021 / cr0503153 . PMID 16895330 .
- ^ Paul A. Lindahl "Enlaces de níquel-carbono en acetil-coenzima A sintasas / monóxido de carbono deshidrogenasas" Met. Ions Life Sci. 2009, volumen 6, págs. 133–150. doi : 10.1039 / 9781847559159-00133
- ^ Can, Mehmet; Armstrong, Fraser A .; Ragsdale, Stephen W. (23 de abril de 2014). "Estructura, función y mecanismo de las metaloenzimas de níquel, CO deshidrogenasa y acetil-CoA sintasa" . Revisiones químicas . 114 (8): 4149–4174. doi : 10.1021 / cr400461p . ISSN 0009-2665 . PMC 4002135 . PMID 24521136 .
- ^ Spormann, Alfred M .; Thauer, Rudolf K. (1988). "Oxidación de acetato anaeróbico a CO 2 por Desulfotomaculum acetoxidans ". Archivos de Microbiología . 150 (4): 374–380. doi : 10.1007 / BF00408310 . ISSN 0302-8933 .
- ^ Matschiavelli, N .; Oelgeschlager, E .; Cocchiararo, B .; Finke, J .; Rother, M. (2012). "Función y regulación de isoformas de monóxido de carbono deshidrogenasa / acetil-CoA sintasa en Methanosarcina acetivorans" . Revista de bacteriología . 194 (19): 5377–87. doi : 10.1128 / JB.00881-12 . PMC 3457241 . PMID 22865842 .
- ^ MC Weiss; et al. (2016). "La fisiología y el hábitat del último antepasado común universal". Microbiología de la naturaleza . 1 (16116): 16116. doi : 10.1038 / nmicrobiol.2016.116 . PMID 27562259 .
- ^ Braakman, Rogier; Smith, Eric (19 de abril de 2012). "El surgimiento y la evolución temprana de la fijación biológica del carbono" . PLOS Biología Computacional . 8 (4): e1002455. Código bibliográfico : 2012PLSCB ... 8E2455B . doi : 10.1371 / journal.pcbi.1002455 . ISSN 1553-7358 . PMC 3334880 . PMID 22536150 .
- ^ Varma, Sreejith J .; Muchowska, Kamila B .; Chatelain, Paul; Moran, Joseph (23 de abril de 2018). "El hierro nativo reduce el CO2 a productos intermedios y finales de la vía acetil-CoA" . Ecología y evolución de la naturaleza . 2 (6): 1019–1024. doi : 10.1038 / s41559-018-0542-2 . ISSN 2397-334X . PMC 5969571 . PMID 29686234 .
- ^ Preiner, Martina; Igarashi, Kensuke; Muchowska, Kamila B .; Yu, Mingquan; Varma, Sreejith J .; Kleinermanns, Karl; Nobu, Masaru K .; Kamagata, Yoichi; Tüysüz, Harun; Moran, Joseph; Martin, William F. (abril de 2020). "Un análogo geoquímico dependiente del hidrógeno del carbono primordial y el metabolismo energético" . Ecología y evolución de la naturaleza . 4 (4): 534–542. doi : 10.1038 / s41559-020-1125-6 . ISSN 2397-334X . PMID 32123322 .
Otra lectura
- Wood HG (febrero de 1991). "Vida con CO o CO2 y H2 como fuente de carbono y energía". FASEB J . 5 (2): 156–63. doi : 10.1096 / fasebj.5.2.1900793 . PMID 1900793 .
- Diekert G, Wohlfarth G (1994). "Metabolismo de homoacetógenos". Antonie van Leeuwenhoek . 66 (1-3): 209-21. doi : 10.1007 / BF00871640 . PMID 7747932 .