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细菌硫酸盐还原(BSR)

在严格厌氧条件下, 硫酸盐还原菌(SRB) 以 有机碳 (如 C3:乳酸(lactic acid) 、 C3:丙酮酸(pyruvate) 、 C3:丙酸(propanoic acid) 等)或氢气 为电子供体,以硫酸盐为电子受体,通过呼吸作用氧化电子供体,同时将硫酸盐逐步还原为硫化氢(SO₄²⁻→SO₃²⁻→S₂O₃²⁻→S⁰→H₂S),并释放能量供自身生长。 该代谢过程的

描述

在严格厌氧条件下,[[硫酸盐还原菌(SRB)]] 以**有机碳**(如[[C3:乳酸(lactic acid)]]、[[C3:丙酮酸(pyruvate)]]、[[C3:丙酸(propanoic acid)]]等)或氢气 为电子供体,以硫酸盐为电子受体,通过呼吸作用氧化电子供体,同时将硫酸盐逐步还原为硫化氢(SO₄²⁻→SO₃²⁻→S₂O₃²⁻→S⁰→H₂S),并释放能量供自身生长。

该代谢过程的关键是**碳的氧化分解**:有机碳被氧化为 CO₂或 HCO₃⁻(碳酸氢根),后者在适当 pH 条件下转化为 CO₃²⁻(碳酸根),为碳酸钙沉淀提供核心离子。

示例反应式(以乳酸为碳源): C₃H₆O₃(乳酸) + SO₄²⁻ → CO₃²⁻ + H₂S + H₂O + 能量

发生温度

BSR通常在较低的温度下发生,范围从0到80°C。 然而,在热液喷口附近的热沉积物中,BSR可以在高达110°C的温度下发生。

分类

[[硫酸盐同化还原(SAR,ASR)]] [[0. 硫酸盐异化还原(SDR,DSR)]]

![[同化和异化硫酸盐还原.jpg]]

2种还原方式在产物和途径上具有很高的相似性,都产生5-磷酸腺苷(adenosine-5-phosphosulfate,APS)和^{2-}$作为中间产物,均产生$,只是催化的酶不尽相同。

硫酸盐转运

动物可以摄取^{2-}$但不能用作硫源。 微生物和植物通常吸收^{2-}$作为硫源, 微生物中[[硫酸盐吸收转运体(SulT)]]是负责^{2-}$和^{2-}$吸收的主要转运家族,属于ATP结合盒(ABC)蛋白质的超家族(SulP),这与在莱茵衣藻(Chlamydomonas reinhardiit)的叶绿体中发现的硫酸盐渗透酶相似。 拟南芥(Arabidopsis thaliana)的^{2-}$转运子家族共有12个成员,可以分为4个亚家族:AtSultr 1–4,分别负责不同组织和胞内的^{2-}$转运。最近,在拟南芥、油菜(Brassica napus)中鉴定出第5种转运体,该组转运体的成员在底物特异性、定位以及调控方面各不相同,例如在拟南芥中的AtSultr5;2和甘蓝型油菜中的Sultr5;1。 哺乳动物没有同化^{2-}$的能力,但^{2-}$对于维持动物体内的离子稳态至关重要,因此在动物体内也普遍存在着【硫酸盐转运体】,其中最主要的是SulP家族成员(哺乳动物SLC26家族),动物中的【硫酸盐转运体】特异性通常不高,它们除^{2-}$外还可以转运^-$或^-$等。在哺乳动物肝脏和肾脏线粒体内膜中,还高表达另一种转运蛋白【DIC (dicarboxylate carrier)】,它可以运输丙二酸盐、[[C4:苹果酸(malic)]]、[[C4:琥珀酸(succinic)]]、^{2-}$、^{2-}$和^{2-}$等。

细菌硫酸盐还原原理

[[细菌硫酸盐还原原理]]