Метаноксиляющие микроорганизмы (метилотрофы)

1.

Метаноксиляющие микроорганизмы
(метилотрофы)
• Облигатные
метилотрофы
Метанотрофы
• Факультативные
метилотрофы
Метилотрофы
Неограниченно
Ограниченно
факультативные
факультативные

2.

3.

Нахождение в природе
• СН4
• СН3ОН
• НСОН – реакционоспособное вещество
• HCOOH – антропогенное действие и
смешанное брожение
• НСONH2 - формамид

4.

Лигнин

5.

Метанотрофы
• Тип I
• Тип II
• Тип Х (Methylococcus)

6.

Метанотрофов условно делят на три типа.
Для I типа характерно: ВЦМ в виде стопок уплощенных
мембранных везикул, рибулозомонофосфатный (РМФ)
путь ассимиляции углерода метана, 45-55 мол% Г+Ц в
ДНК.
У метанотрофов II типа ВЦМ располагаются на периферии
цитоплазмы параллельно клеточной стенке, в виде
протяженных ламелл, функционирует сериновый путь,
содержание Г+Ц в диапазоне 60-65 моль%.
У метанотрофов одов Methylococcus и Methylocaldum, наряду
с основным РМФ-циклом, функционируют минорные
фрагменты серинового пути и цикла Кальвина,
содержание Г+Ц в составе ДНК – 58-65 мол%, что
позволило выделить этих метанотрофов в отдельный – X
тип

7.

Могут образовывать покоящиеся
формы - цисты

8.

• В качестсnве источника азота могут
использовать нитраты и аммиак. Но
аммиак ингибирует метанмоноокисгеназу
• Некоторые способны к азотфиксации
(Methylosinus, Methylosphaera)

9.

10.

Метанмонооксигеназа
• Растворимая
• Мембранносвязанная (Methylocella - нет)

11.

Метанолдегидрогеназа
• PQQ зависимая (акцептор цитохром с,
простетическая
группа
пирролохинолинхинон (PQQ), которая принимает
электроны, генерируемые при окислении
метанола, и передает эти электроны
цитохрому c) – 1 АТФ
• НАД зависимая – 3 АТФ

12.

Формальдегиддегидрогеназа
Формиатдегидрогеназа
а — диссимиляционпый
цикл; б — путь с участием
переносчиков; ТГФ —
тетрагидрофолат; Н4-МП —
тетрагидрометаноптерин; МФ —
метанофуран

13.

14.

Метанокисляющие (метилотрофы)

15.

Рибулозомонофосфатный
путь
Ключевыми
реакциями этого
цикла являются
конденсация
рибулозо-5фосфата
и
формальдегида
под действием
гексулозо-6фосфат-синтазы
и изомеризация
продукта
во
фруктозо-6фосфат
Сериновый путь
Ключевая
реакция
этого
цикла
конденсация
формальдегида
и глицина в
присутствии
тетрагидрофолие
вой
кислоты,
приводящая
к
образованию
серина.
Последний
в
реакции
трансаминирова
ния
превращается в
оксипировиногр
адную кислоту

16.

Рибулозомонофосфатный путь
Ключевыми реакциями этого цикла
являются конденсация рибулозо-5фосфата и формальдегида под
действием
гексулозо-6-фосфатсинтазы и изомеризация продукта во
фруктозо-6-фосфат

17.

Сериновый путь
Ключевая реакция этого цикла
конденсация формальдегида и
глицина
в
присутствии
тетрагидрофолиевой
кислоты,
приводящая к образованию серина.
Последний
в
реакции
трансаминирования превращается
в оксипировиноградную кислоту

18.

Метилотрофные дрожжи
• Субстрат – метанол
Pichia pastoris, P. pinus
Hansenula polymorpha, H. capsulata
Сandida, Rhodotorulla

19.

Пероксисомы
• Алкогольоксидаза
• Каталаза

20.

Диоксиацетоновый путь
(ксилулозомонофосфатный)

21.

Белок метилотрофов. Прутин – биомасса бактерий
Methylomonas methylotrophus, выращенная на метаноле

22.

23.

Гаприн -вид белково-витаминного концентрата из
бактерий (Methylococcus capsulatus), биомасса
которых выращена на природном газе

24.

Паприн
• Паприн — вид белково-витаминного
концентрата из дрожжей (Candida
guillermondii), биомасса которых выращена
на среде парафинов (C11-C17)— отходов
переработки нефти.