الأسيتوجين

الكائن المُنتِج للأسيتات هو كائن دقيق يُنتج الأسيتات (CH₃COO⁻ ₎ كناتج نهائي إما للتنفس اللاهوائي أو التخمر . وبمعنى أدق، فإن ^الكائن المُنتِج للأسيتات المتجانس هو كائن دقيق بكتيري أو أثري يقوم بالتنفس اللاهوائي وتثبيت الكربون في آنٍ واحد عبر مسار أسيتيل مرافق الإنزيم أ ( أسيتيل-CoA ) الاختزالي ، المعروف أيضًا بمسار وود-ليونغدال ؛ ^{[ 1 ] [ 2 ]} حيث يُمكنه إنتاج أسيتيل-CoA (ومنه، في معظم الحالات، الأسيتات كناتج نهائي) من جزيئين من ثاني أكسيد الكربون (CO₂ ₎ وأربعة جزيئات من الهيدروجين الجزيئي (H₂ ₎ . تُعرف هذه العملية باسم تكوين الأسيتات ، ^{[ 3 ]} وهي تختلف عن تخمر الأسيتات ، على الرغم من أن كليهما يحدث في غياب الأكسجين الجزيئي (O₂ ₎ وينتج الأسيتات. على الرغم من الاعتقاد السائد سابقاً بأن البكتيريا فقط هي المنتجة لحمض الخليك، إلا أنه يمكن اعتبار بعض أنواع العتائق منتجة لحمض الخليك. ^{[ 4 ]}

توجد البكتيريا المنتجة لحمض الأسيتيك في بيئات متنوعة، وخاصةً البيئات اللاهوائية (التي تفتقر إلى الأكسجين). تستخدم هذه البكتيريا مجموعة متنوعة من المركبات كمصادر للطاقة والكربون؛ وأكثر أشكال استقلابها دراسةً هو استخدام ثاني أكسيد الكربون كمصدر للكربون والهيدروجين كمصدر للطاقة. ويتم اختزال ثاني أكسيد الكربون بواسطة إنزيم أسيتيل-CoA سينثاز، وهو الإنزيم الرئيسي في هذه العملية. تشكل البكتيريا المنتجة لحمض الأسيتيك، إلى جانب العتائق المنتجة للميثان، الحلقة الأخيرة في الشبكة الغذائية اللاهوائية التي تؤدي إلى إنتاج الميثان من البوليمرات في غياب الأكسجين. وقد تُمثل هذه البكتيريا أسلافًا لأولى الخلايا النشطة بيولوجيًا في التطور. ^{[ 5 ]}

تؤدي البكتيريا المنتجة للأسيتات أدوارًا أيضية متنوعة، مما يساعدها على الازدهار في بيئات مختلفة. ^{[ 6 ]} أحد نواتجها الأيضية هو الأسيتات، وهو عنصر غذائي مهم للعائل وللمجتمع الميكروبي الذي يعيش فيه، ويُلاحظ وجوده بكثرة في أمعاء النمل الأبيض. كما تعمل البكتيريا المنتجة للأسيتات كمستقبلات للهيدروجين في الجهاز الهضمي للنمل الأبيض. ^{[ 6 ]} يُثبط غاز الهيدروجين عملية التحلل البيولوجي، وتستهلك البكتيريا المنتجة للأسيتات غازات الهيدروجين هذه في البيئة اللاهوائية لتعزيز قدرة العائل على التحلل البيولوجي عن طريق تفاعل غاز الهيدروجين وثاني أكسيد الكربون لإنتاج الأسيتات. ^{[ 6 ]} تتمتع البكتيريا المنتجة للأسيتات بالقدرة على استخدام مجموعة متنوعة من الركائز في حال جعلت بكتيريا منافسة أخرى، مثل البكتيريا المنتجة للميثان، غاز الهيدروجين ركيزة محدودة. ^{[ 7 ]} تستطيع البكتيريا المنتجة للأسيتات استخدام وتحويل الكحولات واللاكتات والأحماض الدهنية، التي عادةً ما تقتصر على البكتيريا التكافلية ، بدلاً من ثاني أكسيد الكربون والهيدروجين فقط. ^{[ 7 ]} وهذا يمكّنها من القيام بأدوار مهمة في السلسلة الغذائية، مثل المخمرات الأولية. ^{[ 7 ]} يمكن للبكتيريا المنتجة لحمض الأسيتيك أن تعمل جنبًا إلى جنب مع البكتيريا المنتجة للميثان، كما يتضح من تحويل الكربوهيدرات بواسطة بكتيريا Methanosarcina barkeri والزراعة المشتركة مع بكتيريا A. woodii. تمتص البكتيريا المنتجة للميثان الأسيتات لتفضيل البكتيريا المنتجة لحمض الأسيتيك. ^{[ 7 ]} في بعض الأحيان، يؤدي انتقال غاز الهيدروجين بين أنواع البكتيريا المختلفة، وتحديدًا بين بكتيريا A. woodii وبكتيريا منتجة _{للميثان} تستهلك الهيدروجين، إلى إطلاق غاز الهيدروجين من البكتيريا المنتجة لحمض الأسيتيك بدلًا من توجيهه نحو عملية إنتاج حمض الأسيتيك عبر مسار وود-ليونغدال. ^{[ 7 ]} تُعد البكتيريا المنتجة لحمض الأسيتيك أيضًا من العوامل المساهمة في تآكل الفولاذ. تستخدم بكتيريا Acetobacterium woodii غاز الهيدروجين وثاني أكسيد الكربون _لإنتاج الأسيتات، الذي يُستخدم كمصدر للكربون للعديد من البكتيريا المختزلة للكبريتات التي تنمو باستخدام غاز الهيدروجين والكبريتات. ^{[ 8 ]}