La voie de Wood-Ljungdahl est un ensemble de réactions biochimiques utilisées par certaines bactéries et archées appelées respectivement acétogènes et méthanogènes. Elle est également connue sous le nom de voie réductrice de l’acétyl-coenzyme A (acétyl-CoA). Cette voie permet à ces organismes d’utiliser l’hydrogène comme donneur d’électrons et le dioxyde de carbone comme accepteur d’électrons et comme élément constitutif de la biosynthèse.

La voie réductrice de l’acétyl-CoA

Dans cette voie, le dioxyde de carbone est réduit en monoxyde de carbone et en acide formique ou directement en un groupe formyle, le groupe formyle est réduit en un groupe méthyle puis combiné avec le monoxyde de carbone et le Coenzyme A pour produire de l’acétyl-CoA. Deux enzymes spécifiques participent au côté monoxyde de carbone de la voie : la CO déshydrogénase et l’acétyl-CoA synthase. La première catalyse la réduction du CO2 et la seconde combine le CO résultant avec un groupe méthyle pour donner de l’acétyl-CoA.

Certaines bactéries et archées anaérobies utilisent la voie de Wood-Ljungdahl en sens inverse pour décomposer l’acétate. Par exemple, certains méthanogènes décomposent l’acétate en un groupe méthyle et en monoxyde de carbone, puis réduisent le groupe méthyle en méthane tout en oxydant le monoxyde de carbone en dioxyde de carbone. Les bactéries sulfato-réductrices, quant à elles, oxydent complètement l’acétate en CO2 et H2 couplé à la réduction du sulfate en sulfure. Lorsqu’elle fonctionne dans le sens inverse, l’acétyl-CoA synthase est parfois appelée acétyl-CoA décarbonylase.

La voie se produit à la fois chez les bactéries (par exemple, les acétogènes) et les archées (par exemple, les méthanogènes). Contrairement au cycle de Krebs inversé et au cycle de Calvin, ce processus n’est pas cyclique. Une étude récente des génomes d’un ensemble de bactéries et d’archées suggère que le dernier ancêtre commun universel (LUCA) de toutes les cellules utilisait la voie Wood-Ljungdahl dans un milieu hydrothermal. Les reconstructions phylométaboliques vont également dans ce sens. Cependant, des expériences récentes ont tenté de reproduire cette voie en essayant de réduire le CO2, avec très peu de pyruvate observé en utilisant le fer natif comme agent réducteur (<0,03 mM), et encore moins dans un contexte hydrothermal avec H2 (10 μM).