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酢酸生成菌は、嫌気呼吸または発酵の最終生成物として酢酸（CH 3 COO − ）を生成する微生物である。しかし、この用語は通常、還元アセチル補酵素A（アセチルCoA）経路（ウッド・リュングダール経路としても知られる）を介して嫌気呼吸と炭素固定を同時に行う細菌および古細菌に対してのみ、より狭い意味で用いられる。[1] [2]これらの真の酢酸生成菌は「ホモ酢酸生成菌」としても知られ、2分子の二酸化炭素（CO 2）と4分子の水素分子（H 2 ）からアセチルCoA（そしてほとんどの場合、そこから最終生成物として酢酸）を生成することができる。このプロセスは酢酸生成として知られており、[3]酢酸発酵とは異なるが、どちらも分子状酸素（O 2 ）の非存在下で起こり、酢酸を生成する。これまでは細菌のみが酢酸生成物質であると考えられていたが、一部の古細菌も酢酸生成物質であると考えられる。[4]
酢酸生成菌はさまざまな生息地、一般的には嫌気性（酸素が不足している）の生息地に生息しています。酢酸生成菌はさまざまな化合物をエネルギー源や炭素源として利用することができます。最もよく研究されている酢酸生成代謝は、二酸化炭素を炭素源として、水素をエネルギー源として利用するものです。二酸化炭素の還元は、重要な酵素であるアセチルCoA合成酵素によって行われます。メタン生成菌は、メタン生成古細菌とともに、酸素がない状態でポリマーからメタンを生成する嫌気性食物連鎖の最後の一角を構成しています。酢酸生成菌は、進化の過程で最初に生物エネルギー活性を示した細胞の祖先である可能性があります。[5]
代謝の役割
酢酸生成菌は多様な代謝的役割を担っており、異なる環境で繁栄するのに役立っています。[6]代謝産物の1つは酢酸で、これは宿主とそこに生息する微生物群にとって重要な栄養素であり、シロアリの腸で最も多く見られます。酢酸生成菌はシロアリの消化管で「水素シンク」としても機能します。[6]水素ガスは生分解を阻害し、酢酸生成菌は嫌気性環境でこれらの水素ガスを使い果たし、水素ガスと二酸化炭素を反応させて酢酸を作り、宿主の生分解能力を高めます。[6]酢酸生成菌は、メタン生成菌などの別の競合菌が水素ガスを制限基質とするイベントで、さまざまな基質を使用する能力があります。 [7]酢酸生成菌は、二酸化炭素と水素だけでなく、通常は共栄養菌に制限されているアルコール、乳酸、脂肪酸を使用して変換できます。 [7]これにより、一次発酵菌などの食物連鎖の重要な貢献者としての役割を担うことができます。[7]酢酸生成菌はメタン生成菌と連携して働くことができ、Methanosarcina barkeriによる炭水化物の変換と A. woodii の共培養がその例です。メタン生成菌は酢酸を取り込み、酢酸生成菌を助けます。[7] A. woodii と H 2消費型メタン生成菌の間で水素ガスが種間移動した結果、Wood–Ljungdahl 経路による酢酸生成ではなく、酢酸生成菌から水素ガスが放出されることがあります。[7]酢酸生成菌は鋼の腐食の原因の 1 つでもあります。Acetobacterium woodii は水素ガスと CO 2 を利用して酢酸を作り、これが水素ガスと硫酸塩で増殖する多くの硫酸還元細菌の炭素源として使用されます。[8]
参考文献
- ^ Schuchmann, Kai; Müller, Volker (2016-07-15). 「酢酸生成細菌における従属栄養性のエネルギー論と応用」.応用環境微生物学. 82 (14): 4056–4069. Bibcode :2016ApEnM..82.4056S. doi :10.1128/aem.00882-16. ISSN 0099-2240. PMC 4959221. PMID 27208103 .
- ^ バーグ、イワン A.;コッケルコーン、ダニエル。ラモス・ベラ、W・ヒューゴ。言ってください、ラファエル・F。ジャン・ザルジツキ。ヒューグラー、マイケル。アルバー、ビルギット E.フックス、ゲオルグ (2010-05-10)。 「古細菌における独立栄養性炭素固定」。ネイチャーレビュー 微生物学。8 (6): 447–460。土井：10.1038/nrmicro2365。ISSN 1740-1534。PMID 20453874。S2CID 16059500 。
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