Metánfaló baktériumok

Az előadások a következő témára: "Metánfaló baktériumok"— Előadás másolata:

1 Metánfaló baktériumok

2 Aszkéták a baktériumok között
Akárhonnan veszünk talajszemcsét, szinte bizonyosan találunk benne metánfaló (metanotróf) baktériumokat is. Ezek az élőlények teljes energia- és szénszükségletüket metánból fedezik (általában a baktériumok csak bonyolult szerves molekulákat képesek hasznosítani). A metánon kívül növekedésükhöz mindössze vízre, levegőre és ásványi sókra van szükségük. A metán lebontásában játszanak szerepet. A metánt széndioxiddá és vízzé oxidálják. Ez, a mikrobák között is ritka igénytelenség teszi őket képessé arra, hogy szinte mindenütt megtelepedjenek.

3 A metánfaló baktériumok fő típusai
DNS-bázisösszetételük és membránjaik zsírsavösszetétele alapján két fő csoportba sorolhatók. Az I. típusba tartozó metánfalók közé tartoznak a - Methylomonas, - Methylosphaera, - Methylobacter, - Methylomicrobium, - Methylococcus és - Methylocaldum nemzetség tagjai. A II. típusba a - Methylosinus és - Methylocystis nemzetségeket sorolják.

4 (Methylocaldum OR2) kolóniái
Magasabb hőmérsékleteken (62 oC) is növekedni képes metánfalók (Methylocaldum OR2) kolóniái

5 A metánfaló baktériumok szerepe
A metánfaló baktériumok legfontosabb szerepe a Föld metánkörforgalmának és ezen keresztül a légköri metán egyensúlyának fenntartása. Energiatartalmát tekintve igen nagy tételről van szó: 5,5 · 1015 J az energiatartalma annak a metánmennyiségnek, amely „megfogható” egységekben (biomassza-égetés, földgázmezők, mezőgazdasági és lakossági hulladékok lebomlása során) kerül a légkörbe. Ez a Földön évente felhasznált benzin 30 százalékának megfelelő energiát hordoz.

6 A metánfalók munkája A metánfalók a metánt
metanol, formaldehid és hangyasav köztestermékeken keresztül széndioxiddá és vízzé oxidálják. Az oxidáció során felszabaduló energiát hasznosítják az életműködésükhöz. A metán oxidációját végző, abból metil-alkoholt termelő metán-monoxigenáz (MMO) enzim a metánfalók különlegessége. Ez az enzim a metánt egy lépésben képes oxidálni légköri nyomáson, Celsius-fok közötti hőmérsékleten (sMMO – szolubilis metán-monooxigenáz).

7 Metán-monoxigenáz (MMO) szerkezete

8 A metánoxidáció biokémiai útja a metánfalókban
szolubilis metán-mono-oxigenáz metanol-dehidrogenáz formaldehid dehidrogenáz hangyasav dehidrogenáz partikuláris metán-monooxigenáz

9 A metánfaló baktériumok előnyei
A Föld metánkörforgalmát és ezen keresztül a légköri metán egyensúlyát tartják fenn. Az ő élettevékenységük terméke a földgáz is. A környezetünkben termelődött metán 75 százalékát, együtt mintegy 520 millió tonnányit oxidálnak, mielőtt a levegőbe kerülne.

10 A metánfaló baktériumok további előnyei
Klórozott szénhidrogének lebontása. Egyenes szénláncú, gyűrűs és aromás szénhidrogének, alkoholok, aldehidek, telítetlen szénhidrogén-származékok oxidálása. Egysejtfehérje termelése. A metán → metanol biokonverzió csökkentené a légköri túlmelegedéshez vezető metán mennyiségét. Ösztönözné a biogáztermelést és felhasználást. A biogázból termelt metanol felhasználható: -környezetkímélő gépjárművekben, -több vegyipari szintézis alapanyagaként.

11 Kutatási célkitűzések
A mai kutatások fő célja a biológiai metanolszintézis megvalósítása és a klórozott szénhidrogének lebontásának hatékonyabbá tétele. A sikeres gyakorlati hasznosításhoz olyan metánfalókra van szükségünk, amelyek különleges körülmények között is megállják a helyüket. Az alapkutatások eredményeképp hamarosan megszületnek a gyakorlatban hasznosítható, a környezetvédelem és az ipar felfokozott érdeklődését és igényeit kielégítő új metánfaló mikrobák.