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Acetogenese ist ein Prozess, bei dem Acetat wird gebildet aus Kohlendioxid und ein Elektronenquelle (beispielsweise Wasserstoff, Kohlenmonoxid, Format, etc.) durch anaerobe Bakterien über die Holz-Ljungdahl-Weg. Die verschiedenen Arten von Bakterien, die zur Acetogenese befähigt sind, sind Acetogene erwähnt. Einige Acetogene können Acetat bilden Autotropher Modus aus Kohlendioxid und Wasserstoffgas.

Entdeckung

1932 wurden Organismen entdeckt, die Wasserstoffgas und Kohlendioxid in Essigsäure. Die erste Beschreibung eines acetogenen Bakteriums, Clostridium essigum, wurde 1936 von Klaas Tammo Wieringa getan. Die Arten Moorella Thermoessigsäure fand großes Interesse an seiner ersten Isolierung wegen seiner Fähigkeit, ein Mol Glucose in drei Mol Essigsäure umzuwandeln.

Antwort

Die Vorstufe der Essigsäure ist die ThioesterAcetyl-CoA. Zu den wichtigsten Schritten zählen die Reduktion von Kohlendioxid zu Kohlenmonoxid und die Bindung einer Methylgruppe an dieses Kohlenmonoxid. Der erste Prozess wird durch Kohlenmonoxid-Dehydrogenase katalysiert; die zweite, die Kupplung der Methylgruppe (extrahiert aus Methylcobalamin) zum Kohlenmonoxid, wird durch Acetyl-CoA-Synthetase katalysiert. Die Reaktionsgleichung lautet wie folgt:

2 CO₂ 4 Stunden₂ → CH3COOH 2 H₂Ö

Anwendungen

Der einzigartige Metabolismus von Acetogenen ist für verschiedene biotechnologische Zwecke nützlich. Bei Kohlenhydratfermentationen verursachen die Decarboxylierungsreaktionen den Verlust von Kohlenstoff über Kohlendioxid. Dieser Verlust stellt ein Problem dar aufgrund der zunehmenden Notwendigkeit,₂-Emissionen minimieren. Acetogene können Glukose ohne CO2-Emissionen zu Acetat fermentieren, was die Ausbeute theoretisch um 50% im Vergleich zu Kohlenhydratfermentationen erhöhen kann. Bei der industriellen Acetogenese wird die Glykolyse nicht durch einen anderen Weg ersetzt, sondern das bei der Glykolyse freigesetzte Kohlendioxid wird als Ausgangsmaterial für die Acetogenese verwendet.