El azufre es metabolizado por todos los organismos, desde bacterias y arqueas hasta plantas y animales . Los organismos reducen u oxidan el azufre en una variedad de formas. El elemento está presente en proteínas , ésteres sulfato de polisacáridos , esteroides , fenoles y coenzimas que contienen azufre . [1]
Oxidación
Los compuestos de azufre reducido son oxidados por la mayoría de los organismos, incluidos los animales superiores y las plantas superiores. [1] Algunos organismos pueden conservar energía (es decir, producir ATP ) a partir de la oxidación del azufre. El azufre es la única fuente de energía para algunas bacterias litotróficas y arqueas. Los compuestos de azufre reducido, tales como sulfuro de hidrógeno , azufre elemental, sulfito , tiosulfato y varios politionatos (por ejemplo, tetrationato ), son utilizados por diversas bacterias litotróficas y todos son oxidados por Acidithiobacillus . [2]
Los oxidantes de azufre utilizan enzimas como el sulfuro: quinona reductasa , dioxigenasa de azufre y sulfito oxidasa para oxidar los compuestos de azufre a sulfato . Los litotrofos que pueden producir azúcares a través de la quimiosíntesis constituyen la base de algunas cadenas alimentarias . Las cadenas alimenticias se han formado en ausencia de luz solar alrededor de los respiraderos hidrotermales , que emiten sulfuro de hidrógeno y dióxido de carbono . Las arqueas quimiosintéticas utilizan sulfuro de hidrógeno como fuente de energía para la fijación de carbono , produciendo azúcares.
Reducción
La reducción de azufre ocurre en plantas, hongos y muchas bacterias. [3] El sulfato puede servir como aceptor de electrones en la respiración anaeróbica y también puede reducirse para la formación de compuestos orgánicos . Las bacterias reductoras de sulfato reducen el sulfato y otros compuestos de azufre oxidados, como el sulfito, el tiosulfato y el azufre elemental, a sulfuro .
La reducción de sulfato puede ser disimilatoria o asimilatoria. La reducción de sulfato por bacterias reductoras de sulfato, por ejemplo, es disimilatoria; el propósito de reducir el sulfato es producir energía y el sulfuro se excreta. La reducción disimilatoria con sulfato utiliza las enzimas ATP sulfurilasa , APS reductasa y sulfito reductasa . [4] Sin embargo, en la reducción asimilatoria de sulfato, el sulfato se asimila o se incorpora a compuestos orgánicos. En algunos organismos (p. Ej., Flora intestinal , cianobacterias y levaduras ), [5] la reducción asimilatoria del sulfato es un proceso más complejo que utiliza las enzimas ATP sulfurilasa, APS quinasa , PAPS reductasa y sulfito reductasa. [3]
Uso por plantas y animales.
Las plantas absorben sulfato en sus raíces y lo reducen a sulfuro (ver asimilación de azufre ). Las plantas pueden reducir APS directamente a sulfito (usando APS reductasa) sin fosforilar APS a PAPS . A partir del sulfuro, forman los aminoácidos cisteína y metionina , sulfolípidos y otros compuestos de azufre. Los animales obtienen azufre de la cisteína y la metionina en la proteína que consumen.
El azufre es el tercer elemento mineral más abundante en el cuerpo. [6] El cuerpo utiliza los aminoácidos cisteína y metionina para producir glutatión . El exceso de cisteína y metionina se oxida a sulfato por la sulfito oxidasa, se elimina en la orina o se almacena como glutatión (que puede servir como depósito de azufre). [6] La falta de sulfito oxidasa, conocida como deficiencia de sulfito oxidasa, causa deformidades físicas, retraso mental y muerte.
Ver también
- Metabolismo microbiano
- Ciclo del azufre
Referencias
- ↑ a b Schiff JA (1979). "Vías de reducción asimilatoria de sulfatos en plantas y microorganismos" . En el Simposio de la Fundación CIBA (ed.). Azufre en Biología . John Wiley e hijos. págs. 49–50. ISBN 9780470718230.
- ^ Pronk JT, Meulenberg R, Hazeu W, Bos P, Kuenen JG (1990). "Oxidación de compuestos de azufre inorgánico reducido por tiobacilos acidófilos" (PDF) . Cartas de Microbiología FEMS . 75 (2-3): 293-306. doi : 10.1111 / j.1574-6968.1990.tb04103.x .
- ^ a b " Vía: reducción de sulfato I (asimilatoria) ". MetaCyc .
- ^ " Vía: reducción de sulfato IV (disimilatoria) ". MetaCyc .
- ^ " Vía: reducción de sulfato II (asimilatoria) ". MetaCyc .
- ^ a b Nimni ME, Han B, Córdoba F (2007). "¿Estamos obteniendo suficiente azufre en nuestra dieta?" . Nutr Metab (Lond) . 4 (1): 24. doi : 10.1186 / 1743-7075-4-24 . PMC 2198910 . PMID 17986345 .
enlaces externos
- Medios relacionados con el metabolismo del azufre en Wikimedia Commons