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科学新闻
来自研究机构

在细菌中发现了新的新陈代谢

伍地乙杆菌中的氢循环

日期:
2020年3月30日
来源:
法兰克福歌德大学
简介:
微生物学家已经发现了伍地乙杆菌是如何在一种循环中利用氢来保存能量的。这种细菌生活在没有氧气的环境中,由于氢循环,它可以独立于其他种类的细菌而存在。
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它们使酸菜变酸,把牛奶变成酸奶和奶酪,并赋予黑麦面包浓郁的风味:细菌使营养物质发酵,而不是利用氧气来提取能量。woodii Acetobacterium(简称A. woodii)是其中一种厌氧活微生物。奶酪和面包不是它的主业——它生活在远离氧气的海底沉积物中,也可以在污水处理厂和白蚁的肠道中找到。

这些生物群落充满了微生物,它们以不同的方式利用有机物质。许多细菌将糖、脂肪酸和醇发酵成乙酸,并在此过程中产生氢(H2)。然而,在较高的浓度下,氢会抑制发酵——过多的氢会阻止发酵反应。由于这个原因,发酵细菌与依赖这种氢的微生物一起生活,例如产甲烷菌,它从氢和二氧化碳中产生甲烷,从而获得能量。双方都从这种联系中获利——同时又如此依赖对方,以至于没有对方谁也无法生存。

乌地蒿精通厌氧“氢缔合”的两个学科:它既能将有机物发酵成乙酸,也能将二氧化碳和氢气合成乙酸。法兰克福歌德大学分子生物科学研究所Volker m ller教授团队的微生物学家发现,在这样做的过程中,伍迪草在自己的细胞内回收了重要的氢。

在实验室里,法兰克福的科学家们关闭了伍迪草中产生氢的酶的基因,这种酶被称为氢化酶。结果是:细菌只有在外部添加氢的情况下才能生长,例如在含有果糖的培养基中。不同的附加测试证实,生成乙酸的两种途径都与不离开电池的氢相连。

“虽然我们发现了‘氢循环’,但伍迪草拥有最大的代谢灵活性,”法兰克福的实验者Anja Wiechmann博士说。“在一个循环中,它既可以自己产生和使用氢气,也可以利用外部来源的氢气。这使得它既能从有机物质中生存,也能从无机物中生存。”

Volker m ller教授解释说:“我们的发现远远超出了对woodii乙杆菌的研究。已经有人推测,许多古老的生命形式都拥有我们在伍地蒿中描述的那种新陈代谢。这是假设的,例如几年前在加利福尼亚海底发现的阿斯加德古菌。我们的研究提供了这些代谢途径确实存在的第一个证据。”

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故事来源:

材料所提供的法兰克福歌德大学注:内容可能会根据风格和长度进行编辑。


期刊引用

  1. Anja Wiechmann, Sarah Ciurus, Florian Oswald, Vinca N. Seiler, Volker m ller。它并不总是需要两个来探戈:“Syntrophy”是通过一个细菌细胞中的氢循环来实现的ISME期刊, 2020;DOI:10.1038 / s41396 - 020 - 0627 - 1

引用此页

法兰克福歌德大学。“在细菌中发现的新代谢:伍地乙杆菌中的氢循环。”《科学日报》。《科学日报》,2020年3月30日。< www.koonmotors.com/releases/2020/03/200330152141.htm >。
法兰克福歌德大学。(2020年3月30日)。在细菌中发现的新代谢:伍地乙杆菌中的氢循环。《科学日报》.2023年6月15日检索自www.koonmotors.com/releases/2020/03/200330152141.htm
法兰克福歌德大学。“在细菌中发现的新代谢:伍地乙杆菌中的氢循环。”《科学日报》。www.koonmotors.com/releases/2020/03/200330152141.htm(2023年6月15日访问)。

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