Articles

Wood-Ljungdahlova dráha

Wood-Ljungdahlova dráha je soubor biochemických reakcí, které využívají některé bakterie a archea nazývané acetogeny, resp. metanogeny. Je také známá jako reduktivní dráha acetyl-koenzymu A (Acetyl-CoA). Tato dráha umožňuje těmto organismům využívat vodík jako donor elektronů a oxid uhličitý jako akceptor elektronů a jako stavební kámen pro biosyntézu.

Reduktivní dráha acetyl-CoA

V této dráze se oxid uhličitý redukuje na oxid uhelnatý a kyselinu mravenčí nebo přímo na formylovou skupinu, formylová skupina se redukuje na methylovou skupinu a poté se spojí s oxidem uhelnatým a koenzymem A za vzniku acetyl-CoA. Na straně oxidu uhelnatého se této cesty účastní dva specifické enzymy: CO dehydrogenáza a acetyl-CoA syntáza. První z nich katalyzuje redukci CO2 a druhý kombinuje vzniklý CO s methylovou skupinou za vzniku acetyl-CoA.

Některé anaerobní bakterie a archea používají Woodovu-Ljungdahlovu dráhu v obráceném pořadí k rozkladu acetátu. Například některé metanogeny rozkládají acetát na methylovou skupinu a oxid uhelnatý a poté redukují methylovou skupinu na metan, zatímco oxidují oxid uhelnatý na oxid uhličitý. Sulfát redukující bakterie mezitím zcela oxidují acetát na CO2 a H2 ve spojení s redukcí sulfátu na sulfid. Při činnosti v opačném směru se acetyl-CoA syntáza někdy nazývá acetyl-CoA dekarbonyláza.

Dráha se vyskytuje jak u bakterií (např. acetogeny), tak u archeí (např. metanogeny). Na rozdíl od reverzního Krebsova cyklu a Calvinova cyklu není tento proces cyklický. Nedávná studie genomů souboru bakterií a archeí naznačuje, že poslední univerzální společný předek (LUCA) všech buněk používal Wood-Ljungdahlovu dráhu v hydrotermálním prostředí. To podporují i fylometabolické rekonstrukce. Nedávné experimenty se však pokusily replikovat tuto dráhu pokusem o redukci CO2, přičemž bylo pozorováno velmi málo pyruvátu při použití nativního železa jako redukčního činidla (<0,03 mM) a ještě méně v hydrotermálním prostředí s H2 (10 μM)

.