Метанотрофы

Метанотрофные бактерии — группа метилотрофов, способная использовать метан в качестве единственного источника как углерода, так и энергии. К ним относятся бактерии родов Methylomonas, Methylotrophus и др. Филогенетически подразделяются на два класса, по наличию мембран-связанной и цитоплазматической метанмонооксигеназы. Фиксация формальдегида идет по рибулозомонофосфатному или сериновому пути. Возможна также фиксация экзогенного CO₂.

Метаболизм аэробных метанотрофов
	Окисление метана происходит в четыре стадии, каждая стадия катализируется специальным ферментом:  (1) — NADH-зависимая метанмонооксигеназа;  (2) — CytC-зависимая метанолдегидрогеназа;  (3) — CytC-зависимая формальдегиддегидрогеназа (либо её роль выполняет метанолдегидрогеназа);  (4) — NAD+-зависимая формиатдегидрогеназа. Углерод фиксируется на стадии углекислого газа или формальдегида.

Ключевым и уникальным ферментом аэробных метанотрофов является метанмонооксигеназа, остальные ферменты присутствуют у других представителей метилотрофов. Восстановительные эквиваленты (CytC_red) образуются только на стадиях окисления метанола и формальдегида, а образующийся на 4-й стадии NADH используется метанмонооксигеназой.

Метанотрофы были впервые обнаружены Казерером в почве в 1905 году. Сейчас описано множество видов аэробных метанотрофов, которые широко распространены и образуют сообщества в подледных озерах Антарктиды, в тундре, в провалах газовых шахт, в гидротермах, в метановых сипах, в богатых клатратными гидратами метана льдах. Недавно появились сообщения об археях, способных в кооперации с сульфатредукторами анаэробно метаболизировать залежи метана при низком уровне водорода. Вместо кислорода конечным акцептором электронов выступает в данном случае сульфат. Этот процесс получил название анаэробного окисления метана и изучен на сегодняшний день недостаточно. Предполагается что археи осуществляют реакции, обратные тем, что имеют место при метаногенезе, а конечные продукты их метаболизма окисляются сульфатредукторами. В настоящее время получены свидетельства возможности анаэробного окисления метана, сопряжённого с денитрификацией.

Уникальные пищевые цепи включают метанотрофных микроорганизмов в качестве первичной кормовой базы. Метанотрофы являются внутриклеточными симбионтами в моллюсках (Conchocele, Caliptogena) и погонофорах, живущих в метановых сипах. Также обнаружены метанотрофные симбионты плотоядных губок, живущих в вулканических отложениях на глубине 5000 метров. Прокариоты, способные усваивать метан в клатратной форме служат пищей «ледяным червям» en:Hesiocaeca methanicola.

См. также

• Methylococcus capsulatus
• Метилотрофы

Литература

• Гальченко В. Ф. Метанотрофные бактерии.
• Prescott−Harley−Klein: Microbiology. The McGraw−Hill Companies, 2002. ISBN 0-07-282905-2.
• Microbial physiology / A. G. Moat, J. W. Foster, M. P. Spector.— 4th. ed.— New York, Willey–Liss inc, 2002. ISBN 0-471-39483-1
• Boetius  A. Microfauna–Macrofauna Interaction in the Seafloor: Lessons from the Tubeworm // PLoS Biology. 2005. 3 (3): 375—378.