Articles

Wood-Ljungdahl-vägen

Wood-Ljungdahl-vägen är en uppsättning biokemiska reaktioner som används av vissa bakterier och arkéer som kallas acetogener respektive metanogener. Den är också känd som den reduktiva acetyl-coenzym A (Acetyl-CoA) vägen. Denna väg gör det möjligt för dessa organismer att använda väte som elektrondonator och koldioxid som elektronacceptor och som en byggsten för biosyntes.

Den reduktiva acetyl-CoA-vägen

I denna väg reduceras koldioxid till kolmonoxid och myrsyra eller direkt till en formylgrupp, formylgruppen reduceras till en metylgrupp och kombineras sedan med kolmonoxiden och koenzym A för att producera acetyl-CoA. Två specifika enzymer deltar på kolmonoxidsidan av vägen: CO-dehydrogenas och acetyl-CoA-syntas. Det förstnämnda katalyserar reduktionen av koldioxid och det sistnämnda kombinerar den resulterande CO med en metylgrupp för att ge acetyl-CoA.

Vissa anaeroba bakterier och arkéer använder Wood-Ljungdahl-vägen i omvänd ordning för att bryta ner acetat. Vissa metanogener bryter till exempel ner acetat till en metylgrupp och kolmonoxid, och reducerar sedan metylgruppen till metan samtidigt som de oxiderar kolmonoxiden till koldioxid. Sulfatreducerande bakterier oxiderar däremot acetat helt och hållet till koldioxid och H2 tillsammans med reduktion av sulfat till sulfid. När acetyl-CoA-syntaset fungerar i omvänd riktning kallas det ibland för acetyl-CoA-dekarbonylas.

Vägen förekommer i både bakterier (t.ex. acetogener) och arkéer (t.ex. metanogener). Till skillnad från den omvända Krebscykeln och Calvincykeln är denna process inte cyklisk. En nyligen genomförd studie av genomerna hos en uppsättning bakterier och arkéer tyder på att den sista universella gemensamma förfadern (LUCA) för alla celler använde Wood-Ljungdahl-vägen i en hydrotermisk miljö. Fylometaboliska rekonstruktioner stöder också detta. I nyligen genomförda experiment har man dock försökt replikera denna väg genom att försöka reducera koldioxid, med mycket lite pyruvat observerat med hjälp av naturligt järn som reduktionsmedel (<0,03 mM), och ännu mindre i hydrotermala miljöer med H2 (10 μM)

.