Acetógeno

Un acetógeno es un microorganismo que genera acetato (CH₃COO⁻ ₎ ^como producto final de la respiración anaeróbica o la fermentación . En un sentido más estricto, un homoacetógeno es un microorganismo bacteriano o arqueal que realiza respiración anaeróbica y fijación de carbono simultáneamente a través de la vía reductiva de la acetil coenzima A ( acetil-CoA ), también conocida como vía de Wood-Ljungdahl ; ^{[ 1 ] [ 2 ]} pueden producir acetil-CoA (y a partir de este, en la mayoría de los casos, acetato como producto final) a partir de dos moléculas de dióxido de carbono (CO₂ ₎ y cuatro moléculas de hidrógeno molecular (H₂ ₎ . Este proceso se conoce como acetogénesis , ^{[ 3 ]} y es diferente de la fermentación de acetato , aunque ambos ocurren en ausencia de oxígeno molecular (O₂ ₎ y producen acetato. Si bien anteriormente se pensaba que solo las bacterias eran acetógenas, algunas arqueas pueden considerarse acetógenas. ^{[ 4 ]}

Los acetógenos se encuentran en diversos hábitats, generalmente anaeróbicos (sin oxígeno). Pueden utilizar una variedad de compuestos como fuentes de energía y carbono; la forma mejor estudiada de metabolismo acetogénico implica el uso de dióxido de carbono como fuente de carbono e hidrógeno como fuente de energía. La reducción del dióxido de carbono es llevada a cabo por la enzima clave acetil-CoA sintasa. Junto con las arqueas metanogénicas, los acetógenos constituyen los últimos eslabones de la red trófica anaeróbica que conduce a la producción de metano a partir de polímeros en ausencia de oxígeno. Los acetógenos podrían representar los ancestros 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, un nutriente importante para el huésped y su comunidad microbiana, que se observa principalmente en el intestino de las termitas. Los acetógenos también sirven como "sumideros de hidrógeno" en el tracto gastrointestinal de las termitas. ^{[ 6 ]} El hidrógeno gaseoso inhibe la biodegradación y los acetógenos utilizan estos gases de hidrógeno en el ambiente anaeróbico para favorecer la capacidad biodegradativa del huésped mediante la reacción del hidrógeno gaseoso y el dióxido de carbono para producir acetato. ^{[ 6 ]} Los acetógenos tienen la capacidad de utilizar una variedad de sustratos en caso de que otro competidor, como un metanógeno, convierta el hidrógeno gaseoso en un sustrato limitante. ^{[ 7 ]} Los acetógenos pueden utilizar y convertir alcoholes, lactatos y ácidos grasos, que generalmente están restringidos a los sintrofos , en lugar de solo dióxido de carbono e hidrógeno. ^{[ 7 ]} Esto les permite asumir las funciones de importantes contribuyentes de la cadena alimentaria, como los fermentadores primarios. ^{[ 7 ]} Los acetógenos pueden trabajar junto con los metanógenos, como lo ejemplifica la conversión de carbohidratos por un Methanosarcina barkeri y un cocultivo de A. woodii. El metanógeno absorbe acetato para favorecer al acetógeno. ^{[ 7 ]} A veces, la transferencia interespecífica de hidrógeno gaseoso entre A. woodii y un metanógeno consumidor de H ₂ da como resultado que el hidrógeno gaseoso se libere del acetógeno en lugar de ir 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 hidrógeno gaseoso y CO ₂ para producir el acetato que se utiliza como fuente de carbono para muchas de las bacterias reductoras de sulfato que crecen con hidrógeno gaseoso y sulfato. ^{[ 8 ]}