التخليق الكيميائي لكبريتيد الهيدروجين

📅 آخر تحديث: ٢٨ يوليو ٢٠٢٦
✍️ نُشر في: ٢٨ يوليو ٢٠٢٦
📷 يحتوي على 1 صور
الموسوعة الحرة
رسم تخطيطي لعملية التخليق الكيميائي لكبريتيد الهيدروجين في الفتحات الحرارية المائية

يُعدّ التخليق الكيميائي لكبريتيد الهيدروجين أحد أشكال التخليق الكيميائي الذي يستخدم كبريتيد الهيدروجين . وهو شائع في المجتمعات الميكروبية الموجودة في الفتحات الحرارية المائية . [ 1 ] [ 2 ] ونظرًا لقلة الضوء في هذه البيئات، فإن هذه العملية تسود على عملية التمثيل الضوئي . [ 3 ]

تستخدم الديدان الأنبوبية العملاقة البكتيريا الموجودة في جسيمها المغذي لتثبيت ثاني أكسيد الكربون (باستخدام كبريتيد الهيدروجين كمصدر للطاقة) وإنتاج السكريات والأحماض الأمينية . [ 4 ] بعض التفاعلات تنتج الكبريت :

التخليق الكيميائي لكبريتيد الهيدروجين:
18 H₂S + 6CO₂ + 3 O₂ → C₆H₁₂O₆ ( كربوهيدرات ) + 12 H₂O + 18 S​​​​​

في العملية المذكورة أعلاه، يعمل كبريتيد الهيدروجين كمصدر للإلكترونات للتفاعل. [ 5 ] وبدلاً من إطلاق غاز الأكسجين كما في عملية التمثيل الضوئي ، ينتج عن التخليق الكيميائي لكبريتيد الهيدروجين كريات صلبة من الكبريت .

آلية العمل

في بيئات أعماق البحار، لوحظ أن كائنات حية مختلفة تمتلك القدرة على أكسدة المركبات المختزلة مثل كبريتيد الهيدروجين. [ 6 ] الأكسدة هي فقدان الإلكترونات في التفاعل الكيميائي. [ 7 ] تُشكل معظم البكتيريا الكيميائية التركيب علاقات تكافلية مع حقيقيات النوى الصغيرة الأخرى . [ 8 ] توفر الإلكترونات المنطلقة من كبريتيد الهيدروجين الطاقة اللازمة للحفاظ على تدرج البروتونات عبر الغشاء السيتوبلازمي للبكتيريا . وتؤدي حركة البروتونات هذه في النهاية إلى إنتاج الأدينوسين ثلاثي الفوسفات . كما تعتمد كمية الطاقة المستمدة من هذه العملية على نوع مستقبل الإلكترونات النهائي . [ 9 ]

أمثلة أخرى للكائنات الحية الكيميائية التركيب

استخدام كبريتيد الهيدروجين كمانح للإلكترونات

في مختلف أنحاء العالم، لاحظ الباحثون كائنات حية مختلفة في مواقع متنوعة قادرة على القيام بهذه العملية. ففي عام 2011، أجرى يانغ وزملاؤه مسحًا لخمسة ينابيع حرارية في يلوستون ذات أعماق متفاوتة، ولاحظوا أن توزيع الميكروبات الكيميائية التركيبية يتوافق مع درجة الحرارة، حيث وُجدت بكتيريا Sulfurihydrogenibiom في درجات حرارة أعلى، بينما سكنت بكتيريا Thiovirga المياه الباردة. [ 10 ] كما وجد ميازاكي وآخرون في عام 2020 كائنًا متعايشًا داخليًا قادرًا على التخليق الكيميائي لكبريتيد الهيدروجين، يحتوي على أنواع من بكتيريا Campylobacter ، بالإضافة إلى حلزون من جنس Alviniconcha، يؤكسد كبريتيد الهيدروجين في المحيط الهندي. [ 11 ] علاوة على ذلك، تحتوي البكتيريا الكيميائية التركيبية، مثل بكتيريا الكبريت الأرجوانية، على كريات صفراء من الكبريت مرئية في سيتوبلازمها. [ 12 ]

مراجع

  1. ↑ برناردينو، أنجيلو ف.؛ ليفين، ليزا أ.؛ ثوربر، أندرو ر.؛ سميث، كريج ر. (2012). " التركيب المقارن والتنوع والبيئة الغذائية للكائنات الحية الكبيرة في الرواسب عند الفتحات والينابيع والشلالات العضوية" . PLOS ONE . 7 (4) e33515. Bibcode : 2012PLoSO...733515B . doi : 10.1371/journal.pone.0033515 . PMC 3319539. PMID 22496753 .  
  2. ↑ "الفتحات الحرارية المائية" . الجمعية البحرية الأسترالية . تم الاطلاع عليه بتاريخ 28 ديسمبر 2014 .
  3. ↑ كادار إي، كوستا في، سانتوس آر إس، باول جيه جيه (يوليو 2006). "توزيع المعادن الأساسية الدقيقة في أنسجة المحار ثنائي الصدفة Bathymodiolus azoricus والكائنات الحية المرتبطة به (بكتيريا تكافلية داخلية ودودة حلقية طفيلية) من فتحات حرارية متميزة جيولوجيًا في سلسلة جبال منتصف المحيط الأطلسي". مجلة أبحاث البحار . 56 (1): 45-52 . Bibcode : 2006JSR....56...45K . doi : 10.1016/j.seares.2006.01.002 .
  4. ↑ التكنولوجيا الحيوية لإدارة البيئة واستعادة الموارد . سبرينغر. 2013. ص 179. ISBN  978-81-322-0876-1.
  5. ↑ كالينيتشينكو، ديمتري؛ لو بريس، نادين؛ داداغليو، ليتيسيا؛ بيرو، إروان؛ بيسيرير، أرنو؛ غالاند، بيير إي. (فبراير 2018). "البكتيريا وحدها تُؤسس الأساس الكيميائي للنظام البيئي الكيميائي التخليقي للأخشاب المتساقطة في أعماق البحار" . مجلة ISME . 12 (2): 367-379 . Bibcode : 2018ISMEJ..12..367K . doi : 10.1038/ismej.2017.163 . ISSN 1751-7370 . PMC 5776450. PMID 28984846 .   
  6. ↑ برويسينغ، كورينا؛ ميتشل، جيسيكا؛ ديلاني، جينيفر؛ سيلفا، شون ب.؛ سيوالد، جيفري س.؛ جرجس، بيتر ر.؛ بينارت، روكسان أ. (أكتوبر 2020). "الديناميكيات الفيزيولوجية للمتعايشات الكيميائية التركيبية في قواقع الفتحات الحرارية المائية" . مجلة ISME . 14 (10): 2568-2579 . Bibcode : 2020ISMEJ..14.2568B . doi : 10.1038/ s41396-020-0707-2 . ISSN 1751-7370 . PMC 7490688. PMID 32616905 .   
  7. ↑ سيلفرشتاين، تود ب. (2011-03-01). "الأكسدة والاختزال: تعريفات كثيرة جدًا؟" . مجلة التعليم الكيميائي . 88 (3): 279-281 . Bibcode : 2011JChEd..88..279S . doi : 10.1021/ed100777q . ISSN 0021-9584 . 
  8. ↑ سوغين، إي. ماغي؛ لايش، نيكولاس؛ دوبيلير، نيكول (2020-10-05). "التكافل الكيميائي التركيبي" . علم الأحياء الحالي . 30 (19): R1137– R1142 . Bibcode : 2020CBio...30R1137S . doi : 10.1016/j.cub.2020.07.050 . ISSN 0960-9822 . PMID 33022256. S2CID 222137874 .   
  9. ↑ تيسكي، أ. (2009-01-01)، "الفتحات الحرارية المائية في أعماق البحار" ، في شايختر، موسيليو (محرر)، موسوعة علم الأحياء الدقيقة (الطبعة الثالثة) ، أكسفورد: أكاديميك برس، ص 80-90 ، ISBN  978-0-12-373944-5تم الاطلاع عليه بتاريخ 12 أبريل 2023
  10. ↑ يانغ، تينغتينغ؛ ليونز، شون؛ أغيلار، كارمن؛ كوهيل، راسل؛ تيسكي، أندرياس (2011). "المجتمعات الميكروبية والتخليق الكيميائي في مياه الفتحات الحرارية المائية تحت بحيرة يلوستون" . مجلة فرونتيرز في علم الأحياء الدقيقة . 2 : 130. doi : 10.3389/fmicb.2011.00130 . ISSN 1664-302X . PMC 3116135. PMID 21716640 .   
  11. ^ ميازاكي، جونيتشي؛ إيكوتا، تيتسورو؛ واتسوجي، تومو-O؛ آبي ماريكو. ياماموتو، ماساهيرو؛ ناكاجاوا، ساتوشي؛ تاكاكي، يوشيهيرو؛ ناكامورا، كينتارو؛ تاكاي ، كين (مايو 2020). "استقلاب الطاقة المزدوج للتعايش الداخلي Campylobacterota في الحلزون الكيميائي Alviniconcha marisindica" . مجلة ISME . 14 (5): 1273– 1289. بيب كود : 2020ISMEJ..14.1273M . دوى : 10.1038/s41396-020-0605-7 . ردمك 1751-7370 . بمك 7174374 . PMID 32051527 .   
  12. ↑ البكتيريا الضوئية الأرجوانية . هنتر، سي. نيل. دوردريخت: سبرينغر. 2009. ISBN 978-1-4020-8814-8. OCLC 304494953 . {{cite book}}صيانة CS1: أخرى ( رابط )