imported>Ernsts: /* Einleitung */ QV

2023-08-13T12:27:03Z

Einleitung: QV

Neue Seite

Der '''Serinweg''' dient [[methanotrophe]]n Bakterien zur Synthese von Zellmaterial aus [[Formaldehyd]] und [[Bicarbonat]]. Aus diesen zwei C1-Verbindungen wird [[Acetyl-CoA]] gebildet. Der Stoffwechselweg wurde in Methanotrophen des Typs II identifiziert, dagegen assimilieren Methanotrophe des Typs I Formaldehyd über den [[Ribulosemonophosphatweg]] (RuMP).

Der Weg wurde durch die Arbeiten von [[John Rodney Quayle]] und Mitarbeitern in ''[[Methylobacterium extorquens]]'' AM1 Anfang der 1960er-Jahre identifiziert.<ref>Large, PJ., Peel, D. und Quayle, JR. (1961): ''Microbial growth on C1 compounds. II. Synthesis of cell constituents by methanol- and formate-grown Pseudomonas AM 1, and methanol-grown Hyphomicrobium vulgare''. In: ''[[Biochem J]]''. 81; S. 470–480; PMID 14462405; {{PMC|1243367}}.</ref><ref>Large, PJ., Peel, D. und Quayle, JR. (1962): ''Microbial growth on C(1) compounds. 3. Distribution of radioactivity in metabolites of methanol-grown Pseudomonas AM1 after incubation with [C]methanol and [C]bicarbonate''. In: ''Biochem J''. 82(3); S. 483–488; PMID 16748943; {{PMC|1243485}}.</ref><ref>Large, PJ., Peel, D. und Quayle, JR. (1962): ''Microbial growth on C(1) compounds. 4. Carboxylation of phosphoenolpyruvate in methanol-grown Pseudomonas AM1''. In: ''Biochem J''. 85(1); S. 243–250; PMID 16748968; {{PMC|1243936}}.</ref><ref>Large, PJ. und Quayle, JR. (1963): ''Microbial growth on C(1) compounds. 5. Enzyme activities in extracts of Pseudomonas AM1.'' In: ''Biochem J.'' 87(2); S. 386–396; PMID 16749008; {{PMC|1201906}}.</ref>

== Biochemie ==
[[Datei:Serinweg.svg|thumb|400px|Schema des Ablaufs des Serinwegs]]
In einem Zyklus wird Formaldehyd (CH2O) und Bicarbonat (HCO3−) zu Acetyl-CoA [[Kohlenstoffdioxid-Assimilation|fixiert]]. CH2O stammt dabei häufig aus der aeroben Oxidation von [[Methan]], kann aber auch direkt verwendet werden.

Im ersten Schritt der Assimilation wird [[Glycin]] mit Formaldehyd zu L-[[Serin]] umgesetzt, dabei liegt Formaldehyd gebunden an [[Tetrahydrofolsäure|''N''5,''N''10-Methylentetrahydrofolat]] vor. Diesen Schritt katalysiert eine Serin-Hydroxymethyl-Transferase (auch Serintranshydroxymethylase; {{EC|2.1.2.1}}). Im folgenden Verlauf wird L-Serin durch eine [[Transaminase]] ({{EC|2.6.1.45}}) [[Desaminierung|desaminiert]] und in weiteren Schritten zu [[Phosphoenolpyruvat]] (PEP) überführt. Dies erfordert Energie in Form von einem Molekül [[Adenosintriphosphat|ATP]] und zwei [[Reduktionsäquivalent]]e in Form von [[Nicotinamidadenindinukleotid|NADH]]. Eine [[Phosphoenolpyruvatcarboxylase|PEP-Carboxylase]] ({{EC|4.1.1.31}}) überträgt ein Molekül HCO3− auf PEP, wodurch [[Oxalacetat]] gebildet wird. Dieses wird durch Verbrauch von NADH und ATP mittels [[Coenzym A]] zu L-Malyl-CoA umgesetzt.

Malyl-CoA wird schließlich zu Acetyl-CoA und [[Glyoxylat]] durch eine Malyl-CoA-Lyase ({{EC|4.1.3.24}}) gespalten. Um den Kreislauf zu schließen, wird Glyoxylat zu Glycin aminiert, die dafür nötige [[Aminogruppe]] stammt aus der Desaminierungsreaktion von Serin zu Hydroxypyruvat (vgl. auch Abbildung).

Acetyl-CoA wird dann entweder über den [[Glyoxylatzyklus]] oder über den [[Ethylmalonyl-CoA-Weg]] weiter assimiliert.

== Bilanz ==
Der Verbrauch an ATP und Reduktionsäquivalenten ist gegenüber anderen CO2-Fixierungswegen niedriger. Dies liegt daran, dass Formaldehyd reduzierter ist als CO2 bzw. HCO3−. Die Gesamtreaktion bilanziert sich auf:

:<math>\mathrm{CH_2O + HCO_3^- + HS\text{-}CoA + 2\ NADH + 2\ H^+ + 2\ ATP \longrightarrow }</math>

:<math>\mathrm{Acetyl\text{-}CoA + 2\ NAD^+ + 2\ ADP + 2 P_i}</math>

== Literatur ==
* Georg Fuchs (Hrsg.), Hans. G. Schlegel (Autor): ''Allgemeine Mikrobiologie''. Thieme Verlag Stuttgart, 8. Auflage 2007, ISBN 3-13-444608-1, S. 250–251.
* Michael T. Madigan und John M. Martinko: ''Brock Mikrobiologie''. Pearson Studium; 11. aktualisierte Auflage 2009; ISBN 978-3-8273-7358-8, S. 657–658.

== Einzelnachweise ==
<references />

== Siehe auch ==
*[[Kohlenstoffdioxid-Assimilation]]

== Weblinks ==
* [http://patricbrc.org/portal/portal/patric/CompPathwayMap?cType=genome&dm=feature&pk=17932157&map=00260&algorithm=PATRIC&cId=82552 Serinweg] bei ''[[Coxiella burnetii]]'' RSA 493 (PATRIC)

[[Kategorie:Biochemische Reaktion]]
[[Kategorie:Stoffwechselweg]]

Serinweg - Versionsgeschichte

imported>Ernsts: /* Einleitung */ QV