Interested Article - Литотрофы

Литотрофы (от др.-греч. λίθος , «камень» и др.-греч. τροφή , «пища») — организмы , для которых донорами электронов , необходимых для процессов биосинтеза (например, фиксации углерода ) или запасания энергии (например, синтеза АТФ ), через аэробное или анаэробное дыхание , являются неорганические вещества . Противопоставлены органотрофам . Хемолитотрофия обнаружена только среди архей и бактерий . Фотолитотрофами являются многие протисты и высшие растения, чьи пластиды (потомки цианобактерий) используют в качестве донора электронов воду. Литотрофы могут образовывать симбиотические отношения, и в этом случае они называются "прокариотическими симбионтами". Примером таких отношений может служить симбиоз хемолитотрофных бактерий с гигантскими многощетинковыми червями или пластиды внутри растительных клеток, которые могли произойти от фотолитотрофных бактерий, подобных цианобактериям (см. Симбиогенез ).

История

Термин предложен в 1946 Львовым с сотрудниками .

Классификация

Хемолитотрофы — неорганические доноры электронов окисляются в клетке, и электроны используются как источник энергии в ЭТЦ для создания протонного градиента.
- Хемолитоавтотрофы . Большинство хемолитотрофов способны фиксировать CO 2 через цикл Кальвина , превращая его в глюкозу , являясь, таким образом, автотрофами . Такой процесс получения органического вещества из СО ₂ за счет энергии окисления неорганических веществ получил название хемосинтеза , по аналогии с фотосинтезом . Такая форма метаболизма была впервые описана микробиологом Сергеем Виноградским .
- Хемолитогетеротрофы не имеют возможности фиксировать углекислый газ, как источник углерода, и должны потреблять органические соединения из окружающей среды. Из-за такой зависимости строгие хемолитогетеротрофы крайне редко встречаются.

Хемолитоавтотрофы могут быть облигатными или факультативными ( миксотрофы ). Факультативные хемолитоавтотрофы используют органические вещества в дополнение к их способности к фиксации углерода. Большинство хемолитоавтотрофов являются миксотрофными.

Фотолитотрофы — используют энергию света, а неорганические доноры электронов используют только в восстановительных реакциях биосинтеза.
- Фотолитоавтотрофы . К фотолитотрофным организмам относятся фотосинтетические бактерии. Фотолитотрофные бактерии найдены среди пурпурных серных бактерий ( (англ.) ( ), зеленых бактерий ( Chlorobiaceae и Chloroflexi ), прохлорофиты и цианобактерии . Пурпурные и зеленые серные бактерии окисляют сульфид, элементарную серу, сульфит, ионы двухвалентного железа (Fe ²⁺ ) или водород (Н ₂ ). Цианобактерии и прохлорофиты получают восстановительные эквиваленты при окислении воды до кислорода. Электроны полученные от неорганического донора электронов не используются для синтеза АТФ, а используются в биосинтетических реакциях. Некоторые фотолитотрофы переключают свой метаболизм на хемоорганотрофный в темноте.
- Фотолитогетеротрофы - не встречаются.

Представители

Литотрофами являются некоторые представители Бактерий и Архей .

Хемолитотрофами являются

Название	Представители	Источник энергии и электронов	Акцептор дыхательной цепи
Железобактерии		Fe ²⁺ → Fe ³⁺ + e ^-	O 2 (кислород) → H 2 O (вода)
Клубеньковые бактерии		NH ₃ ( аммиак ) → NO − 2 ( нитрит ) + e ^-	O 2 (кислород) → H 2 O (вода)
Нитрифицирующие бактерии		NO − 2 (нитрит) → NO − 3 ( нитрат ) + e ^-	O 2 (кислород) → H 2 O (вода)
Хемотрофные пурпурные серные бактерии		S 2− ( сульфид ) → S 0 ( сера ) + e ^-	O 2 (кислород) → H 2 O (вода)
Серные бактерии	Хемотрофные и	S 0 ( сера ) → SO 2− 4 ( сульфат ) + e ^-	O 2 (кислород) → H 2 O (вода)
Аэробные водородные бактерии	Cupriavidus metallidurans	H ₂ ( водород ) → H ₂ O ( вода ) + e ^-	O 2 (кислород) → H 2 O (вода)
Аэробные карбоксидобактерии		угарный газ (CO) → углекислый газ (CO ₂ ) + e ^-	O 2 (кислород) → H 2 O (вода)
Анаэробные окислители аммония	Planctomycetes	NH ₃ ( аммиак ) → N 2 (азот) + e ^-	NO − 2 (нитрит)
Тионовые бактерии		S 0 ( сера ) → SO 2− 4 (сульфат) + e ^-	NO − 3 (нитрат)
Карбоксидобактерии		угарный газ (CO) → углекислый газ (CO ₂ ) + e ^-	NO − 3 (нитрат)
Сульфатредуцирующие бактерии		PO 3− 3 () → PO 3− 4 ( фосфат ) + e ^-	сульфат(SO 2− 4)
Гидрогенотрофные метаногены		H ₂ ( водород ) → H ₂ O ( вода ) + e ^-	CO ₂ ( углекислый газ )
Автотрофные гомо ацетогены		H ₂ ( водород ) → H ₂ O ( вода ) + e ^-	CO ₂ ( углекислый газ )
Гидрогеногенные карбокситрофные бактерии		угарный газ (CO) → углекислый газ (CO ₂ ) + e ^-	H 2 O (вода) → H 2 (водород)
Гидрогеногенные формиатотрофные бактерии		формиат (HCOO ^- ) → углекислый газ (CO ₂ ) + e ^-	H 2 O (вода) → H 2 (водород)

См. также

Примечания

Zwolinski, Michele D. « 24 августа 2013 года. .» Weber State University . p. 1-2.
Lwoff, A., C.B. van Niel, P.J. Ryan, and E.L. Tatum (1946). Nomenclature of nutritional types of microorganisms. Cold Spring Harbor Symposia on Quantitative Biology (5th edn.), Vol. XI, The Biological Laboratory, Cold Spring Harbor, NY, pp. 302–303, от 7 ноября 2017 на Wayback Machine .
Kuenen, G. Oxidation of Inorganic Compounds by Chemolithotrophs // (неопр.) / Lengeler, J.; Drews, G.; Schlegel, H.. — John Wiley & Sons , 2009. — С. 242. — ISBN 9781444313307 .
Jorge G. Ibanez; Margarita Hernandez-Esparza, Carmen Doria-Serrano, Mono Mohan Singh. (неопр.) . — Springer, 2007. — С. 156. — ISBN 978-0-387-26061-7 .
Lengeler, Joseph W.; Drews, Gerhart; Schlegel, Hans Günter. (неопр.) . — (англ.) (, 1999. — С. 249. — ISBN 978-3-13-108411-8 .
Reddy, K. Ramesh; DeLaune, Ronald D. (англ.) . — CRC Press , 2008. — P. 466. — ISBN 978-1-56670-678-0 .
Canfield, Donald E.; Kristensen, Erik; Thamdrup, Bo. (неопр.) . — Elsevier , 2005. — С. 285. — ISBN 978-0-12-026147-5 .
Meruane G., Vargas T. (англ.) // Hydrometallurgy : journal. — 2003. — Vol. 71 , no. 1 . — P. 149—158 . — doi : . 11 февраля 2015 года.
Zwolinski, Michele D. " 24 августа 2013 года. ." Weber State University . p. 7.
" от 12 сентября 2017 на Wayback Machine ." PowerShow . p. 12.
Libert M., Esnault L., Jullien M., Bildstein O. (англ.) // Physics and Chemistry of the Earth : journal. — 2010. 27 июля 2014 года. (неопр.) . Дата обращения: 30 августа 2018. Архивировано из 27 июля 2014 года.
Kartal B., Kuypers M. M., Lavik G., Schalk J., Op den Camp H. J., Jetten M. S., Strous M. Anammox bacteria disguised as denitrifiers: nitrate reduction to dinitrogen gas via nitrite and ammonium (англ.) // Environmental Microbiology : journal. — 2007. — Vol. 9 , no. 3 . — P. 635—642 . — doi : . — .
Zwolinski, Michele D. " 24 августа 2013 года. ." Weber State University . p. 3.
Kim, J.L. , Lee, H.S. , Kim, E.S. , et al. Formate-driven growth coupled with H ₂ production (англ.) // Nature : журнал. — 2010. — No. 467 . — P. 352—355 .

[Zwolinski-1] Zwolinski, Michele D. « 24 августа 2013 года. .» Weber State University . p. 1-2.

[2] Lwoff, A., C.B. van Niel, P.J. Ryan, and E.L. Tatum (1946). Nomenclature of nutritional types of microorganisms. Cold Spring Harbor Symposia on Quantitative Biology (5th edn.), Vol. XI, The Biological Laboratory, Cold Spring Harbor, NY, pp. 302–303, от 7 ноября 2017 на Wayback Machine .

[kuenen-3] Kuenen, G. Oxidation of Inorganic Compounds by Chemolithotrophs // (неопр.) / Lengeler, J.; Drews, G.; Schlegel, H.. — John Wiley & Sons , 2009. — С. 242. — ISBN 9781444313307 .

[4] Jorge G. Ibanez; Margarita Hernandez-Esparza, Carmen Doria-Serrano, Mono Mohan Singh. (неопр.) . — Springer, 2007. — С. 156. — ISBN 978-0-387-26061-7 .

[5] Lengeler, Joseph W.; Drews, Gerhart; Schlegel, Hans Günter. (неопр.) . — (англ.) (, 1999. — С. 249. — ISBN 978-3-13-108411-8 .

[6] Reddy, K. Ramesh; DeLaune, Ronald D. (англ.) . — CRC Press , 2008. — P. 466. — ISBN 978-1-56670-678-0 .

[7] Canfield, Donald E.; Kristensen, Erik; Thamdrup, Bo. (неопр.) . — Elsevier , 2005. — С. 285. — ISBN 978-0-12-026147-5 .

[meruane-8] Meruane G., Vargas T. (англ.) // Hydrometallurgy : journal. — 2003. — Vol. 71 , no. 1 . — P. 149—158 . — doi : . 11 февраля 2015 года.

[zwolinski-9] Zwolinski, Michele D. " 24 августа 2013 года. ." Weber State University . p. 7.

[powershow-10] " от 12 сентября 2017 на Wayback Machine ." PowerShow . p. 12.

[libert-11] Libert M., Esnault L., Jullien M., Bildstein O. (англ.) // Physics and Chemistry of the Earth : journal. — 2010. 27 июля 2014 года. (неопр.) . Дата обращения: 30 августа 2018. Архивировано из 27 июля 2014 года.

[kartal-12] Kartal B., Kuypers M. M., Lavik G., Schalk J., Op den Camp H. J., Jetten M. S., Strous M. Anammox bacteria disguised as denitrifiers: nitrate reduction to dinitrogen gas via nitrite and ammonium (англ.) // Environmental Microbiology : journal. — 2007. — Vol. 9 , no. 3 . — P. 635—642 . — doi : . — .

[zwolinski2-13] Zwolinski, Michele D. " 24 августа 2013 года. ." Weber State University . p. 3.

[14] Kim, J.L. , Lee, H.S. , Kim, E.S. , et al. Formate-driven growth coupled with H ₂ production (англ.) // Nature : журнал. — 2010. — No. 467 . — P. 352—355 .