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Reduktiver Acetyl-CoA-Weg



Der reduktive Acetyl-CoA-Weg (auch Acetyl-Coenzym-A-Weg) ist ein Stoffwechselweg autotropher Mikroorganismen und dient der Kohlenstoffdioxid-Assimilation. Es ist der einzige nicht-zyklische Weg der Fixierung von Kohlenstoffdioxid. Diesen Weg findet man beispielsweise Acetobacterium woodii oder Clostridium aceticum, die zu den homoacetogenen Bakterien zählen. Sie scheiden das gebildete Acetat aus. Andere Bakteriengruppen wie etwa autotroph sulfatreduzierende oder methanogene Bakterien scheiden das Acetat nicht aus sondern nutzen es zum Aufbau ihrer Zellbestandteile.

Die Bilanz des Acetyl-CoA-Wegs lautet:

\mathrm{4 \ H_2 + 2 \ CO_2 \longrightarrow CH_3COO^- + H^+ + 2 \ H_2O}
Aus vier Molekülen Wasserstoff und zwei Molekülen Kohlenstoffdioxid werden ein Molekül Essigsäure (hier dissoziiert) und zwei Moleküle Wasser.


Das Schlüsselenzym dieses Weges ist die Kohlenmonoxid-Dehydrogenase (CO-DH). Sie reduziert Kohlenstoffdioxid (CO2) zu Kohlenstoffmonoxid (CO), aus dem sich die spätere Carboxylgruppe des Acetats bildet. Ein weiteres Molekül CO2 wird ebenfalls reduziert und bildet später die Methylgruppe des Acetats. Die Energiegewinnung beim Acetyl-CoA-Weg resultiert aus dem Aufbau einer ionenmotorischen Kraft. Der aufgebaute Gradient von H+- oder Na+-Ionen über die Zellmembran wird von einer ATPase zur ATP-Synthese genutzt. Es ist allerdings noch unklar, bei welchem Schritt der Reaktion es zu dem Ionentransport kommt, der den Aufbau eines Gradienten bedingt.

Die Umkehr des Weges findet man bei acetatoxidierenden Sulfatreduzierern und acetatspaltenden Methanbildnern.

Quellen

  • Katharina Munk: Grundstudium Biologie – Mikrobiologie. Spektrum Akademischer Verlag, Heidelberg, Berlin 2000, ISBN 978-3827407955
 
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