مولد الميثان

مولدات الميثان (بالإنجليزية: Methanogen)‏ هي الكائنات الدقيقة التي تنتج غاز الميثان كمنتج ثانوي الأيض في ظروف نقص الأكسجين. وتصنف على أنها من البكتيريا أوالبكتيريا القديمة، وكلاهما لهم نفس النطاق. وهي شائعة في الأراضي الرطبة، حيث أنها هي المسؤولة عن غاز الميثان في المستنقعات، والجهاز الهضمي للحيوانات مثل المجترات والبشر، حيث أنها مسؤولة عن محتوى الميثان في الحيوانات المجترة والتجشؤ وانتفاخ البطن في البشر. وفي الرواسب البحرية يقتصر الإنتاج البيولوجي من الميثان التي يطلق عليها أيضا مولدات الميثان عموما إلى حيث تنضب الكبريتات، تحت الطبقات العليا. وعلاوة على ذلك، العتيقة(الأثريات) ميثان تلعب دورا لا غنى عنه في مياه الصرف الصحي والمعالجة اللاهوائية. وهناك نوع آخر من القاسية وجدت في بيئات مثل الينابيع الساخنة والغواصات المائية وكذلك في الصخر "صلبة" من القشرة الأرضية، كما تحت سطح الأرض. وينبغي عدم الخلط مع ميثانوتروفس التي تستهلك بدلا الميثان لمتطلبات الكربون والطاقة.

الوصف الخارجي

عادة ما تكون مكوراتي (كروية) أوعصيات (قضيبة الشكل). هناك أكثر من 50 نوعا من المولدات، والتي لا تشكل مجموعة التفرد، على الرغم من جميع مولدات تنتمي إلى الأركيا (الأثريات). وهم الكائنات اللاهوائية ولا يمكن حتى تعمل في الظروف الهوائية. فهي حساسة جدا لوجود الأكسجين حتى على مستوى التتبع. عادة، لا يمكن الحفاظ على الإجهاد الأكسجين لفترة طويلة. ومع ذلك، الرزمية باركيري ميثانوسارسينا استثنائية في امتلاك انزيم فوق أكسيد الدسموتاز، ويمكن حتى يعيش لفترة أطول من الآخرين في وجود الأكسجين . بعض مولدات، تسمى هيدروجينوتروفيك، واستخدام غاز ثاني أكسيد الكربون (CO2 ) كمصدر من الكربون، والهيدروجين كعامل مختزل.

ويمكن التعبير عن الحد من ثاني أكسيد الكربون إلى غاز الميثان في وجود الهيدروجين على النحوالتالي :

CO2 + أربعة H2 → CH4 + H2O 2

بعض من ثاني أكسيد الكربون هويتفاعل مع الهيدروجين لإنتاج غاز الميثان، مما يخلق التدرج الكهروكيميائية عبر غشاء الخلية، وتستخدم ل توليد ثلاثي فوسفات الأدينوسين (طاقة) من خلال تناضح كيميائي . في اللقاء، والنباتات والطحالب استخدام المياه كعامل مختزل.ومولدات تفتقر للببتيدوغليكان، البوليمر التي عثر في جدران الخلايا من البكتيريا ولكن ليس في تلك الأركيا .

البيئات القاسية

مولدات المنتجة للميثان تلعب دورا حيويا في البيئات الايكولوجية اللاهوائي لإزالة الهيدروجين والتخمير والمنتجات الفائضة التي تم إنتاجها من قبل غيرها من أشكال التنفس اللاهوائي. تزدهر مولدات المنتجة للميثان عادة في البيئات التي يقبلون الإلكترون ما عدا ثاني أكسيد الكربون ( مثل الأكسجين، والنترات فيريسيرون، (الحديد (III) ، وكبريتات ) قد استنفدت . في صخور بازلتية عميقة بالقرب من التلال منتصف المحيط ، فإنها يمكن الحصول على الهيدروجين بهم من رد عملسيربينتينيسيشن من الزبرجد الزيتوني كما لوحظ في مجال المياه الحارة من المدينة المفقودة . انهيار الحراري للمياه والإشعاعي المياه هي مصادر محتملة أخرى من الهيدروجين . مولدات من العوامل الرئيسية لإعادة التمعدن من الكربون العضوي في الرواسب القارية والرواسب المائية الأخرى مع ازدياد معدلات الترسيب والرواسب عالية المادة العضوية . في ظل الظروف السليمة من الضغط ودرجة الحرارة، ويمكن الميثان الاحيائية تتراكم في ودائع هائلة من مركبات الميثان، والتي تمثل جزءا كبيرا من الكربون العضوي في الرواسب القارية وتمثل مستونادى رئيسيا لغازات الاحتباس الحراري القوية . وقد اقترح بعض الفهماء حتى وجود غاز الميثان في الغلاف الجوي المريخ قد يحدث مؤشرا مولدات الأم على هذا الكوكب .

ترتبط ارتباطا وثيقا مولدات هي المؤكسدات اللاهوائي الميثان، التي تستخدم غاز الميثان باعتبارها الركيزة بالتزامن مع الحد من كبريتات ونترات . معظم مولدات على المنتجين ذاتية التغذية ، ولكن تلك التي يتم أكسدة - CH3COO تصنف في عداد تشيموتروف بدلا من ذلك.

فهم الجينوم المقارن والتوقيعات الجزيئية

وقد أدى مقارنة التخليل الجيني لتحديد 31 البروتينات والتي تكون محددة لمولدات الميثان (المعروف أيضا باسم ميثانوارتشايوتا). ترتبط معظم هذه البروتينات لتوليد الميثان، وأنه يمكن حتى تكون بمثابة الواسمات الجزيئية المحتملة لمولدات . بالإضافة إلى ذلك،عشرة البروتينات الموجودة في جميع مولدات التي يتم مشاركتها من قبل أرتشايوجلوبوس، تشير إلى حتى هاتين المجموعتين هي ذات الصلة. وفي أشجار النشوء والتطور، والمولدات ليست متفرده وتنقسم عموما إلى ثلاث بالمنظومة.، وبالتالي، فإن وجود مشهجرة فريدة من أعداد كبيرة من البروتينات جميع مولدات قد يحدث عائدا لنقل الجينات الأفقي.

أيض التخمر

على الرغم من حتى معظم الميثان الاحيائية البحرية هونتيجة لغاز ثاني أكسيد الكربون المختزل، مشتق كمية صغيرة من خلات (CH3COO) التخمير.

في مسار التخمير، وحامض الخليك يخضع لتفاعل تطافر لإنتاج غاز الميثان وثاني أكسيد الكربون: .

CH3COO-+ H + → CH4 + CO2 = -36 ° ΔG كيلوغرام / رد عمل

يتم تحفيز رد العمل هذا ديسبروبورتيونيشن إنزيمي. يتم نقل الإلكترون واحد من وظيفة الكربونيل (المانحة) من المجموعة الكربوكسيلية إلى مجموعة الميثيل (متقبله) من حمض الخليك لإنتاج CO2 وغاز الميثان على التوالي.

ويشار إلى حتى يقوض العتيقة خلات للحصول على الطاقة لأسيتوتروفيك كما أوأسيتيكلاستيك. العتيقة ميثيلوتروفيك استخدام مركبات ميثليته مثل الميثايلمين، والميثانول، وكذلك ميثانيثيول.

المراجع

^ Joseph W. Lengeler (1999). Biology of the Prokaryotes. Stuttgart: Thieme. p. 796. ISBN 0-632-05357-7.
^ J.K. Kristjansson, et al. (1982). "Different Ks values for hydrogen of methanogenic bacteria and sulfate-reducing bacteria: an explanation for the apparent inhibition of methanogenesis by sulfate". Arch. Microbiol. 131 (3): 278–282. doi:10.1007/BF00405893.
^ Importance of the methanogenic archaea populations in anaerobic wastewater treatments - ScienceDirect نسخة محفوظة 19 سبتمبر 2018 على مسقط واي باك مشين.
^ https://web.archive.org/web/20140301193752/http://spacecenter.uark.edu/JillJabstract.doc. مؤرشف من الأصل في 1 مارس 2014. مفقود أوفارغ |title= (مساعدة)
^ Peters V, Conrad R (1995). "Methanogenic and other strictly anaerobic bacteria in desert soil and other oxic sois". Applied and Environmental Microbiology 61: 1673–1676
^ Redirecting
^ Redirecting
^ Crater Critters: Where Mars Microbes Might Lurk نسخة محفوظة 24 ديسمبر 2010 على مسقط واي باك مشين.
^ Biogeochemistry: Methane and microbes نسخة محفوظةستة نوفمبر 2018 على مسقط واي باك مشين.
↑ http://dx.doi.org/10.1186/1471-2164-8-86
^ Ferry, J.G. (1992). "Methane from acetate". Journal of Bacteriology 174 (17): 5489–5495. PMC 206491. ببمد 1512186. Retrieved 2011-11-05
^ Vogels, G.D.; Keltjens J.T., Van Der Drift C. (1988). "Biochemistry of methane production". In Zehnder A.J.B. Biology of anaerobic microorganisms. New York: Wiley. pp. 707–770