Die Präsentation wird geladen. Bitte warten

Die Präsentation wird geladen. Bitte warten

© Heribert Cypionka SS 2003, www.icbm.de/pmbio Grundlagen der Physiologie www.icbm.de/pmbio Lithotrophie - Verwertung anorganischer Elektronendonatoren.

Ähnliche Präsentationen


Präsentation zum Thema: "© Heribert Cypionka SS 2003, www.icbm.de/pmbio Grundlagen der Physiologie www.icbm.de/pmbio Lithotrophie - Verwertung anorganischer Elektronendonatoren."—  Präsentation transkript:

1 © Heribert Cypionka SS 2003, Grundlagen der Physiologie Lithotrophie - Verwertung anorganischer Elektronendonatoren

2 © Heribert Cypionka SS 2003, Dogma der biologischen Unfehlbarkeit Was auf biologische Weise gebildet wurde, lässt sich auch biologisch wieder abbauen Gilt ohne Ausnahme, aber nicht ohne Vorbedingungen und biologische (!) Umwege

3 © Heribert Cypionka SS 2003, Lithotrophe Prozesse Elektronen- Oxidiertes Prozess donator Endprodukt (Beispiel) H 2 H + Wasserstoffoxidation (z.B. Knallgasbakterien) CH 4 *) CO 2 Methanoxidation (Oxygenase!) O 2 ! (Methylo- spez. Methanotrophe Bakterien) H 2 S SO 4 2- Sulfurikation (Thiobacillus oder phototrophe Schwefelbakterien) Fe 2+ Fe 3+ Eisenoxidation (Gallionella) N 2 NO 3 - unbekannt (nur über Umwege) NH 4 + NO 3 - Nitrifikation durch zwei Bakterien NH 4 + NO 2 - Nitrosomonas (Oxygenase!) O 2 ! NO 2 - NO 3 - Nitrobacter H 2 O O 2 Oxygene Photosynthese (Cyanobakterien, Chloroplasten) *) Mehrere Pfeile deuten auf mehrstufige Prozesse.

4 © Heribert Cypionka SS 2003, Prinzipien o Lithotrophie nur bei Prokaryonten o Je günstiger der Akzeptor einer Atmung ist, desto ungünstiger ist der daraus gebildete Elektronendonator für lithotrophe Prozesse - und umgekehrt! o Anorganische Elektronendonatoren können mit Hilfe verschiedener Akzeptoren oxidiert werden, solange deren Redoxpotential geeignet ist. o Ausnahmen bei schwer angreifbaren Molekülen (Alkane, Aromaten, NH 3 ): Sauerstoff nicht als terminaler Elektronenakzeptor, sondern als direkter Reaktant in Oxygenase-Reaktionen.

5 © Heribert Cypionka SS 2003, Heterotropher (A) und lithoautotropher Aerobier (B)

6 © Heribert Cypionka SS 2003, Prozesse und Kreisläufe in einem Sediment

7 © Heribert Cypionka SS 2003, Organotropher (C) und lithotropher (D) anoxygen photropher Organismus

8 © Heribert Cypionka SS 2003, Lichtgetriebene Protonenpumpe bei Halobacterium (einem Archaeon)

9 © Heribert Cypionka SS 2003,

10 Photosyntheseapparat eines anoxygen phototrophen Bakteriums und cyclischer Elektronentransport. (1) Membran, (2) Antennenpigmente (light harvesting complex) (3) Reaktionszentrum, (4) Chinoncyclus, (5) Cytochrom bc 1 -Komplex, (6) Bacteriochlorophyll a (special pair, P870), (7) Bacteriophaeophytin, (8) Chinon A und B (nahe FeS-Zentrum), (9) Cytochrom b, (10) FeS-Protein, (11) Cytochrom c 1, (12) Cytochrom c 2

11 © Heribert Cypionka SS 2003, Oxygen photropher Organismus (Legende auch für die vorherigen Bilder)

12 © Heribert Cypionka SS 2003, Biologische Reaktionen von molekularem Sauerstoff Photosynthetische Wasserspaltung Lichtenergie 2 H 2 O O [H] Oxidase-Reaktionen (O 2 reduziert zu Wasser oder Wasserstoffperoxid) Cytochrom-Oxidase O [H] 2 H 2 O Oxygenase-Reaktionen (O 2 eingebaut in schwer angreifbares Molekül, z.B. CH 4, NH 3, Alkane, Aromaten) Mono-Oxygenase (1 O zu Wasser reduziert, 1 O in Substrat-Molekül) Di-Oxygenase (beide O in Substrat-Molekül) Toxische O 2 -Spezies Superoxid-Radikal (O 2 - ), Wasserstoff-Peroxid (H 2 O 2 ), Hydroxyl-Radikal (HO ), gebildet durch Reaktion von O 2 mit reduzierenden Verbindungen (unvollständige O 2 -Reduktion) Entgiftung durch Superoxid-Dismutase, Katalase bzw. chem. Reaktionen [ Ozon (O 3 ) nicht biologisch produziert, sondern aus Stickoxiden und O 2 unter UV-Einwirkung gebildet]

13 © Heribert Cypionka SS 2003,


Herunterladen ppt "© Heribert Cypionka SS 2003, www.icbm.de/pmbio Grundlagen der Physiologie www.icbm.de/pmbio Lithotrophie - Verwertung anorganischer Elektronendonatoren."

Ähnliche Präsentationen


Google-Anzeigen