De Wood-Ljungdahl pathway is een reeks biochemische reacties die door sommige bacteriën en archaea, respectievelijk acetogenen en methanogenen genoemd, worden gebruikt. Het is ook bekend als de reductieve acetyl-co-enzym A (Acetyl-CoA) route. Deze route stelt deze organismen in staat waterstof te gebruiken als elektronendonor, en kooldioxide als elektronenacceptor en als bouwsteen voor de biosynthese.

De reductieve acetyl-CoA-route

In deze route wordt kooldioxide gereduceerd tot koolmonoxide en mierenzuur of direct tot een formylgroep, de formylgroep wordt gereduceerd tot een methylgroep en vervolgens gecombineerd met het koolmonoxide en co-enzym A om acetyl-CoA te produceren. Twee specifieke enzymen nemen deel aan de koolmonoxidekant van de keten: CO Dehydrogenase en acetyl-CoA synthase. De eerste katalyseert de reductie van het CO2 en de tweede combineert het resulterende CO met een methylgroep tot acetyl-CoA.

Sommige anaërobe bacteriën en archaea gebruiken de Wood-Ljungdahl-route in omgekeerde richting om acetaat af te breken. Zo breken sommige methanogenen acetaat af tot een methylgroep en koolmonoxide, en reduceren vervolgens de methylgroep tot methaan, terwijl zij de koolmonoxide oxideren tot kooldioxide. Sulfaatreducerende bacteriën daarentegen oxideren acetaat volledig tot CO2 en H2 in combinatie met de reductie van sulfaat tot sulfide. Wanneer het in omgekeerde richting werkt, wordt het acetyl-CoA synthase soms acetyl-CoA decarbonylase genoemd.

De route komt zowel in bacteriën (b.v. acetogenen) als in archaea (b.v. methanogenen) voor. In tegenstelling tot de omgekeerde Krebs-cyclus en de Calvijn-cyclus, is dit proces niet cyclisch. Een recente studie van de genomen van een reeks bacteriën en archaea suggereert dat de laatste universele gemeenschappelijke voorouder (LUCA) van alle cellen gebruik maakte van de Wood-Ljungdahl-route in een hydrothermale omgeving. Fylometabolische reconstructies ondersteunen dit ook. Recente experimenten hebben echter getracht deze route te repliceren door te trachten CO2 te reduceren, waarbij zeer weinig pyruvaat werd waargenomen met behulp van natief ijzer als reductiemiddel (<0,03 mM), en nog minder onder hydrothermale omstandigheden met H2 (10 μM).