Was ist der Mechanismus der Sauerstoffaufnahme in E. coli?

Diese Frage brachte mich dazu, darüber nachzudenken, was die metabolischen Enzyme sind, die in E.coli Sauerstoff aufnehmen . Ich habe die Metacyc-Datenbank nach Reaktionen durchsucht, die molekularen Sauerstoff verbrauchen, und es gibt nur 3, die Sauerstoff aufnehmen, und eine, die Sauerstoff produziert.

Alle drei Sauerstoffverbraucher in E. coli sind die Oxidation von Ubichinon an zwei Stellen in Cytochrom- bcl oder durch Cytochrom- bo . Alle diese exportieren Protonen, um den Gradienten zu erzeugen, der die ATP-Bildung durch die F&sub0;F&sub1;-ATPase im Periplasma (der Region zwischen der inneren und äußeren Membran von E. coli ) antreibt.

Auf der Produktionsseite reduziert Superoxiddismutase Superoxid zu Sauerstoff, um Oxidationsschäden zu kontrollieren. Anscheinend sind die Innereien von E.coli etwas sauerstofftolerant.

Die Plasmamembran ist für Sauerstoff ziemlich durchlässig und daher gelangt Sauerstoff einfach durch Diffusion in die Zelle. Reaktive Sauerstoffspezies können in aeroben Organismen enzymatisch reduziert werden. Den obligaten Anaerobiern fehlen diese Enzyme oder sie produzieren keine ausreichenden Mengen dieser Enzyme. Als aerotolerant kann ein Organismus bezeichnet werden, der keinen Sauerstoff für den Stoffwechsel benötigt, aber auch nicht relativ geschädigt wird.

Bild von: http://en.m.wikipedia.org/wiki/Anaerobic_organism

Originalunterschrift: Aerobe und anaerobe Bakterien können identifiziert werden, indem sie in Reagenzgläsern mit Thioglykolat-Brühe gezüchtet werden: 1: Obligatorische Aerobier brauchen Sauerstoff, weil sie anaerob nicht fermentieren oder atmen können. Sie sammeln sich oben im Rohr, wo die Sauerstoffkonzentration am höchsten ist. 2: Obligatorische Anaerobier werden durch Sauerstoff vergiftet, also sammeln sie sich am Boden des Röhrchens, wo die Sauerstoffkonzentration am niedrigsten ist. 3: Fakultative Anaerobier können mit oder ohne Sauerstoff wachsen, da sie Energie aerob oder anaerob verstoffwechseln können. Sie sammeln sich hauptsächlich oben, da die aerobe Atmung mehr ATP erzeugt als die Fermentation oder die anaerobe Atmung. 4: Mikroaerophile brauchen Sauerstoff, weil sie nicht anaerob fermentieren oder atmen können. Sie werden jedoch durch hohe Sauerstoffkonzentrationen vergiftet. Sie sammeln sich im oberen Teil des Reagenzglases, aber nicht ganz oben. 5: Aerotolerante Organismen benötigen keinen Sauerstoff, da sie Energie anaerob verstoffwechseln. Anders als obligate Anaerobier werden sie jedoch nicht durch Sauerstoff vergiftet. Sie sind gleichmäßig verteilt im Reagenzglas zu finden.

Ich füge den vorhandenen Antworten eine Ergänzung / Schlussbemerkung hinzu.

Einige zu beachtende Punkte:

• Die Elektronentransportkette kann ohne Sauerstoff arbeiten und kann andere chemische Spezies als Elektronenakzeptoren verwenden.
• E.coli ist zur aeroben Atmung, anaeroben (anoxischen) Atmung und Fermentation (Phosphorylierung auf Substratebene) fähig.

Wie nimmt E. coli Sauerstoff auf?

Kurze Antwort wie bereits von Canadianer erwähnt: Passive Diffusion

Können sie die Sauerstoffaufnahme bei Bedarf abschalten?

Sauerstoff ist der primäre Elektronenakzeptor und E. coli würde Sauerstoff gegenüber anderen Elektronenakzeptoren bevorzugen. Nur bei Sauerstoffmangel wird das FNR-Regulon eingeschaltet. Andere Bakterien können eine negative Aerotaxis zeigen, dh vor Sauerstoff davonlaufen (sie müssen offensichtlich beweglich sein) ^{[ ref ]} . Dieses Papier kommentiert auch, dass positive und negative Aerotaxis über einen gemeinsamen Mechanismus erfolgen – die Empfindlichkeit der Protonenantriebskraft gegenüber O₂. ROS spielt dabei jedoch keine Rolle. Es ist sehr wahrscheinlich, dass E.coli bei hohen Sauerstoffkonzentrationen versuchen wird, die antioxidative Reaktion zu verstärken. Zusammenfassend lässt sich sagen, dass sie die Sauerstoffaufnahme nicht regulieren können .

Aerotolerante Anaerobier: Clostridium perfringens , Clostridium intestinale .