Archaeoglobus fulgidus株Zによる硫酸塩還元中の乳酸酸化と同位体分画に対する低硫酸濃度の影響

硫酸塩還元中の代謝経路と硫黄同位体分画に対する低基質濃度の効果は、fulgidus Z株についてのアルケオグロブスについて調査しました。制限基板。硫酸還元中、乳酸を酢酸、形成、CO2に酸化しました。A. fulgidusでフォーミン酸塩の生産が報告されたのはこれが初めてです。異化反応の化学量論は、硫酸塩濃度に強く依存していた。300を超える濃度の濃度では、乳酸1モルの消費中に1分の硫酸塩が減少しましたが、硫酸塩300ミクロームで酸化された乳酸モルあたり0.6 molの硫酸塩のみが消費されました。さらに、低硫酸塩濃度では、高濃度で生成されるCO2とは対照的に、酢酸酸塩が主な炭素産物でした。高および低硫酸塩濃度でのA. fulgidusによる乳酸酸化のさまざまな経路を提案します。約300ミクロム硫酸では、成長率と同位体分画の両方が硫酸塩によって制限されていましたが、硫酸塩の減少率は硫酸塩によって制限されませんでした。細胞は、高濃度よりも300〜400マイクロム未満の硫酸濃度で硫酸塩摂取のためのエネルギーをより多くチャネルすることをお勧めします。これにより、代謝経路の変化と、低硫酸塩レベルでの成長率と同位体分別の減少が説明されます。

The effect of low substrate concentrations on the metabolic pathway and sulfur isotope fractionation during sulfate reduction was investigated for Archaeoglobus fulgidus strain Z. This archaeon was grown in a chemostat with sulfate concentrations between 0.3 mM and 14 mM at 80 degrees C and with lactate as the limiting substrate. During sulfate reduction, lactate was oxidized to acetate, formate, and CO2. This is the first time that the production of formate has been reported for A. fulgidus. The stoichiometry of the catabolic reaction was strongly dependent on the sulfate concentration. At concentrations of more than 300 microM, 1 mol of sulfate was reduced during the consumption of 1 mol of lactate, whereas only 0.6 mol of sulfate was consumed per mol of lactate oxidized at a sulfate concentration of 300 microM. Furthermore, at low sulfate concentrations acetate was the main carbon product, in contrast to the CO2 produced at high concentrations. We suggest different pathways for lactate oxidation by A. fulgidus at high and low sulfate concentrations. At about 300 microM sulfate both the growth yield and the isotope fractionation were limited by sulfate, whereas the sulfate reduction rate was not limited by sulfate. We suggest that the cell channels more energy for sulfate uptake at sulfate concentrations below 300 to 400 microM than it does at higher concentrations. This could explain the shift in the metabolic pathway and the reduced growth yield and isotope fractionation at low sulfate levels.