Gemischte Säuregärung
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Die Gemischte Säuregärung oder Ameisensäuregärung ist ein Stoffwechselweg, der von verschiedenen, häufig darmbewohnenden Bakterien
( Enterobacteriaceen) unter anoxischen Bedingungen zur Energiegewinnung aus Glucose und anderen Zuckern genutzt wird. Die gebildeten Gärungsprodukte sind Formiat (das Anion der Ameisensäure), Acetat, Succinat, Lactat, Ethanol, Glycerin, Acetoin, 2,3-Butandiol, Kohlendioxid und Wasserstoff.
Dabei unterscheidet man zwei Gruppen:
- die Säurebildner (Escherichia coli-Typ): diese bilden hauptsächlich Säuren, aber kein Butandiol
- die Alkoholbildner (Enterobacter-Typ): diese bilden hauptsächlich Butandiol und nur wenig Säuren.
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[Bearbeiten] Säurebildner (E. coli-Typ)
Bei den Säurebildnern wird zunächst aus der Glucose über die Glykolyse Pyruvat gebildet. Dieses wird dann von dem Enzym Pyruvat-Formiat-Lyase in Acetyl-Coenzym A und Formiat gespalten. Das Acetyl-CoA wird zum Teil als Acetat ausgeschieden und zum Teil zu Ethanol reduziert. Das gebildete Formiat wird von dem Enzymkomplex Formiat-Hydrogenlyase, bestehend aus den Enzymen Formiat-Dehydrogenase und Hydrogenase, zu Kohlendioxid und Wasserstoff umgewandelt.
Zusätzlich entstehen noch Lactat, durch die Reduktion von Pyruvat, und Succinat. Succinat wird über die so genannte "Fumarat-Atmung" gebildet. Hierfür wird als erstes aus Phosphoenolpyruvat Oxalacetat gebildet, welches dann über einen Malat-Zwischenschritt in Fumarat umgewandelt wird. Fumarat wird anschließend durch das membrangebundene Enzym Fumarat-Reductase zu Succinat reduziert und ausgeschieden.
[Bearbeiten] Alkoholbildner (Enterobacter-Typ)
Obwohl die Alkoholbildner ebenfalls Säuren bilden, sind ihre Hauptstoffwechselprodukte Acetoin und 2,3-Butandiol. Es wird hierbei zunächst aus Pyruvat unter CO2-Bildung durch die Acetyllactat-Synthase 2-Acetyllactat gebildet. Dieses wird von der 2-Acetyllactat-Decarboxylase, ebenfalls unter CO2-Bildung, in Acetoin umgewandelt. Das Acetoin wird von dem Enzym Butandiol-Dehydrogenase in 2,3-Butandiol umgewandelt.
[Bearbeiten] wichtige Mikroorganismen
Die wichtigsten Mikroorganismen, die die gemischte Säuregärung betreiben, sind: Escherichia coli, Proteus vulgaris, Enterobacter aerogenes, Serratia marcescens, Klebsiella pneumoniae, Salmonella typhimurium, Vibrio cholerae und Yersinia pestis
[Bearbeiten] Literatur
- Hans G. Schlegel - Allgemeine Mikrobiologie, Thieme
- Katharina Munk - Mikrobiologie, Spektrum Lehrbuch
