Acetógeno

Un acetógeno es un microorganismo que genera acetato (CH ₃ COO ⁻ ) como producto final de la respiración anaeróbica o fermentación . Sin embargo, este término suele emplearse en un sentido más estricto solo para aquellas bacterias y arqueas que realizan respiración anaeróbica y fijación de carbono simultáneamente a través de la vía reductora de la acetil coenzima A ( acetil-CoA ) (también conocida como vía de Wood-Ljungdahl ). ^{[1] [2]} Estos acetógenos genuinos también se conocen como "homoacetógenos" y pueden producir acetil-CoA (y a partir de eso, en la mayoría de los casos, acetato como producto final) a partir de dos moléculas de dióxido de carbono (CO ₂ ) y cuatro moléculas de hidrógeno molecular (H ₂ ). Este proceso se conoce como acetogénesis , ^[3] y es diferente de la fermentación de acetato, aunque ambos ocurren en ausencia de oxígeno molecular (O ₂ ) y producen acetato. Aunque anteriormente se creía que sólo las bacterias son acetógenas, algunas arqueas pueden considerarse acetógenas. ^[4]

Los acetógenos se encuentran en una variedad de hábitats, generalmente aquellos que son anaeróbicos (carecen de oxígeno). Los acetógenos pueden utilizar una variedad de compuestos como fuentes de energía y carbono; la forma mejor estudiada de metabolismo acetógeno implica el uso de dióxido de carbono como fuente de carbono e hidrógeno como fuente de energía. La reducción de dióxido de carbono se lleva a cabo por la enzima clave acetil-CoA sintasa. Junto con las arqueas formadoras de metano, los acetógenos constituyen los últimos miembros de la red alimentaria anaeróbica que conduce a la producción de metano a partir de polímeros en ausencia de oxígeno. Los acetógenos pueden representar los antepasados ​​de las primeras células bioenergéticamente activas en la evolución. ^[5]

Los acetógenos tienen diversas funciones metabólicas, que les ayudan a prosperar en diferentes entornos. ^[6] Uno de sus productos metabólicos es el acetato, que es un nutriente importante para el huésped y su comunidad microbiana habitante, más visto en los intestinos de las termitas. Los acetógenos también sirven como "sumideros de hidrógeno" en el tracto gastrointestinal de las termitas. ^[6] El gas hidrógeno inhibe la biodegradación y los acetógenos utilizan estos gases de hidrógeno en el entorno anaeróbico para favorecer la capacidad biodegradativa del huésped al reaccionar el gas hidrógeno y el dióxido de carbono para producir acetato. ^[6] Los acetógenos tienen la capacidad de utilizar una variedad de sustratos en un evento en el que otro competidor, como un metanógeno, hace del gas hidrógeno un sustrato limitante. ^[7] Los acetógenos pueden usar y convertir alcoholes, lactatos y ácidos grasos, que generalmente están restringidos a los sintróficos , en lugar de solo dióxido de carbono e hidrógeno. ^[7] Esto les permite asumir los roles de contribuyentes importantes de la cadena alimentaria, como fermentadores primarios. ^[7] Los acetógenos pueden trabajar junto con los metanógenos, como lo ejemplifica la conversión de carbohidratos por una Methanosarcina barkeri y un cocultivo de A. woodii. El metanógeno absorbe acetato para favorecer al acetógeno. ^[7] A veces, la transferencia interespecies de gas hidrógeno entre A. woodii y un metanógeno que consume H2 _da como resultado que el gas hidrógeno se libere del acetógeno en lugar de dirigirse hacia la acetogénesis por la vía de Wood-Ljungdahl. ^[7] Los acetógenos también son uno de los contribuyentes a la corrosión del acero. Acetobacterium woodii utiliza gas hidrógeno y CO2 _para producir el acetato que se usa como fuente de carbono para muchas de las bacterias reductoras de sulfato que crecen con gas hidrógeno y sulfato. ^[8]