2. Anaerobe Nahrungskette und wichtigste Gärungstypen

Question 1

Warum sind Milchsäurebakterien toleranter als Buttersäuregärer?

Answer 1

• bei niedrigem pH-Wert (und Phosphatmangel) bilden Buttersäuregärer statt Butyrat Aceton und Butanol (und etwas Ethanol)
• hier ist jedoch zum Einen die ATP Ausbeute geringer, zum Anderen haben die Buttersäuregärer eine geringe Toleranz gegenüber diesen gebildeten Lösemitteln (<2% Butanol), weshalb sie im Wachstum gehemmt werden

Question 2

Beschreiben sie den Begriff Syntrophie an einem Beispiel

Answer 2

• wenn ein Bakterium von den Produkten eines anderen Bakteriums lebt
• Bsp:
  1. Cyanat-Verwertung durch Nitritoxidierer
• Cyanat-Abbau durch Nitrit-Oxidierer liefert NH4 für Ammoniumoxidierer
• produziert Nitrit für Nitrit-Oxidierer
  2. (anaerobe Nahrungskette VL13)
• Propionat, Butyrat, … können nur dann effizient umgesetzt werden, wenn H2-Verwerter in der Nähe sind, da ein niedriger H-Partialdruck nötig ist.
  → Bakterium zersetzt diese zu Acetat und H2 (z.B. Syntrophomonas)
  → H2 wird nach außen abgegeben und von H2-Verwertern abgebaut (z.B. Methanococcus zu CH4 + H2O)

Question 3

Was sind die Endprodukte von Glucose in Folge einer anaeroben Nahrungskette?

Answer 3

• CH4

- CO2

Question 4

Welche Endprodukte entstehen hingegen aus Glucose im Meerwasser-Sedimenten mit Begründung.

Answer 4

• durch Sulfatreduzierer zu CO2 und H2S
• in Meerwassersediment niedriger H-Partialdruck
  → Sulfatreduzierer sind hier den Methanogenen und Acetogenen gegenüber begünstigt, da sie bei wesentlich niedrigeren Partialdrücken noch wachsen können.

Question 5

Wie bilden Propionsäuregärer Acetat und Propionat?

Answer 5

• Acetat:
• > Lactat über Dehydrogenase zu Pyruvat
• > anschließend zu Acetyl-CoA umgewandelt
• > danach HS-CoA abgespalten -> Acetat entsteht (+ ATP)
• Propionsäure:
• > Succinat wird über CoA-Transferase zu Succinyl-CoA
• > Umlagerungsreaktion durch Methylmalonyl-CoA-Mutase mit Coenzym B12 zu Methylmalonyl-CoA
• > dieses durch Transcarboxylase zu Propionyl-CoA decarboxyliert
• > weiter zu Propionsäure