P XX/2 Stoffwechseltypen


Problemstellung
Das Medium für photo-organo-heterotrophes Wachstum von Rhodospirillum rubrum, ein phototrophes Nicht-Schwefelbakterium (PNSB), kann Succinat als einzige Kohlenstoff- und Elektronenquelle enthalten.

Durch die Problemlösung zu erwerbende Kenntnisse

  • Wozu ist eine formale “Modellformel” für Biomasse brauchbar?
  • Wie bestimmt man die durchschnittliche Oxidationszahl im C der Biomasse?
  • Nach welchen stöchiometrischen Grundsätzen überprüft man Assimilations- und Dissimilationsgleichungen?
  • Welches sind Enzyme, die an der Oxidation von Succinat in PNSB beteiligt sind?


Erklärungen

Problemlösung

Überlegen Sie sich Lösungen zu den folgenden Fragen:

2a Photo-organo-heterotrophie
Wie heisst die Summengleichung für die assimilative Verwertung von Succinat (C4H4O42-) durch phototroph wachsende R.rubrum, geschrieben für ein pH von ca. 8.4?

2b Photo-litho-autotrophie
Welche C- und Elektronen-Quellen würden Sie photo-litho-autotroph wachsenden Rhodospirillaceen offerieren?

2c Photo-organotrophie
R.rubrum verwertet Succinat (C4H4O42-) über den TCA-Kreislauf. Wieviele Elektronen (e-) können bei einem Umlauf des TCA-Kreislaufes für die Photosynthese maximal zur Verfügung gestellt werden, wenn Succinat als einziges Substrat für photoorganotrophes Wachstum zur Verfügung steht und vollständig oxidiert wird?

2d Reduktionsequivalente
Welche der aufgeführten Enzyme setzen beim photoorganotrophen Katabolismus von Succinat Reduktionsequivalente ([H]) frei?
Malat-Dehydrogenase
Phosphoenolpyruvat-Carboxykinase
Pyruvat-Kinase
Pyruvat-Dehydrogenase
Citrat-Synthase
Aconitase
Isocitrat-Dehydrogenase
alpha-Ketoglutarat-Dehydrogenase
Succinat-Thiokinase
Succinat-Dehydrogenase
Fumarase

2e CO2-Freisetzung
Welche der aufgeführten Enzyme setzen beim photoorganotrophen Katabolismus von Succinat CO2 frei?
Malat-Dehydrogenase
Phosphoenolpyruvat-Carboxykinase
Pyruvat-Kinase
Pyruvat-Dehydrogenase
Citrat-Synthase
Aconitase
Isocitrat-Dehydrogenase
alpha-Ketoglutarat-Dehydrogenase
Succinat-Thiokinase
Succinat-Dehydrogenase
Fumarase


2f Stoffwechsel im Dunkeln
Unter welchen Bedingungen könnte R.rubrum Succinat auch im Dunkeln metabolisieren?

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