无氧呼吸是一种呼吸过程,通过该过程,不同的微生物在没有分子氧的情况下获得能量并代谢有机化合物。
在有氧呼吸中,氧在电子传输链的末端充当电子受体。该链是细胞产生能量的过程。
Desulfovibrio desulfuricans,一种利用硫酸盐进行厌氧呼吸的生物
进行厌氧呼吸的生物(主要是原核生物)用其他化合物替代氧,这些化合物在电子传输链中充当最终受体。
无氧呼吸不应与发酵过程混淆。在后者中,电子受体最终是未被完全还原的有机分子,并且没有如呼吸过程中那样的电子传输链。
在无氧呼吸中,在电子传输链末端的电子受体可以是诸如硫,硫酸盐,硝酸盐和二氧化碳之类的化合物。
无氧呼吸的一些例子
硝酸盐作为电子受体的用途
地球细菌属的某些生物,例如金属还原菌和还原硫菌,可以使用腐殖质作为电子供体,并使用硝酸盐和/或富马酸盐作为电子受体。
在一般情况下,进行该处理的生物体减少硝酸盐(#3 - )成亚硝酸盐(#2 -通过硝酸盐还原酶酶)。
反过来,亚硝酸盐可以被其他生物用作电子受体。
硫酸盐作为电子受体
Desulfovibrio desulfuricans是一种硫酸盐还原细菌。这些类型的细菌使用硫酸盐作为最终的电子受体。梭菌属的某些物种也以这种方式使用硫酸盐。
硫酸盐(SO 4 2-)作为电子受体的使用导致产生亚硫酸根离子(S 2-)或亚硫酸氢根(H 2 S)。
在硫沉积物,土壤和淡水中,通常会发现使用硫酸盐作为电子受体的细菌。
二氧化碳作为电子受体
许多产甲烷的生物,即负责产生甲烷的生物,都将二氧化碳用作电子受体。
来自甲烷杆菌属,甲烷球菌属和甲烷菌属的属的细菌属于该组。
在工业厌氧水处理系统中通常会发现使用二氧化碳作为电子受体的产甲烷生物。
在这些系统中,使用硫酸盐作为电子受体的生物也是常见的。
铁作为电子受体
其他生物可以将三价铁离子用作电子受体。在此过程中,铁离子(Fe 3+)被还原为亚铁离子(Fe 2+)。
这种还原是通过存在于诸如金属还原杆菌(Geobacter metallireducens)等生物体中的铁还原酶进行的。
可以使用多个电子受体的生物
活生物体具有很大的适应能力,这使许多生物能够使用多种电子受体。
脱氧厌氧杆菌就是这种情况,该菌株可以用作电子受体,其化合物包括亚硝酸盐,硝酸盐,铁,氧,富马酸盐甚至铀。
参考文献
- Gerardi M.(2003年)。厌氧消化器的微生物学。约翰·威利和儿子。美国新泽西
- Lovley D.等。腐殖质作为无氧呼吸的电子供体。环境微生物学。1999年;1(1):89-98
- Seifriz W.厌氧呼吸。科学,新系列。1945年;101(2613):88-89
- Scott G.厌氧呼吸与发酵。科学,新系列。1945年;101(2632):585-586
- Wu Q. Sanford R.LöfflerF.脱氧厌氧杆菌2CP-C还原铀(VI)。应用环境微生物学。2006年;72(5):3608-3614。