Wie funktioniert die Energieerzeugung von Xantobacter durch Wasserstoffspaltung?

Antwort

Xantobacter ist eine Gattung von Bakterien, die zu den sogenannten Knallgasbakterien (Wasserstoffbakterien) gehört. Diese Bakterien sind in der Lage, molekularen Wasserstoff (H₂) als Energiequelle zu nutzen. Der Prozess, durch den Xantobacter Energie gewinnt, wird als **Wasserstoffoxidation** bezeichnet, nicht als „Wasserstoffspaltung“ im physikalischen Sinne. **Ablauf der Energieerzeugung bei Xantobacter durch Wasserstoffoxidation:** 1. **Aufnahme von Wasserstoff:** Xantobacter nimmt molekularen Wasserstoff (H₂) aus der Umgebung auf. 2. **Oxidation von Wasserstoff:** Das Enzym **Hydrogenase** katalysiert die Reaktion, bei der Wasserstoff mit Sauerstoff (O₂) zu Wasser (H₂O) reagiert: \[ 2H_2 + O_2 \rightarrow 2H_2O \] Dabei werden Elektronen freigesetzt. 3. **Elektronentransportkette:** Die freigesetzten Elektronen werden über eine Elektronentransportkette auf Sauerstoff übertragen. Dabei entsteht ein Protonengradient über der Zellmembran. 4. **ATP-Synthese:** Der Protonengradient wird genutzt, um ATP (Adenosintriphosphat) zu synthetisieren – das ist der universelle Energieträger der Zelle. 5. **Kohlenstofffixierung:** Viele Xantobacter-Arten sind autotroph und können das gewonnene ATP und die Reduktionsäquivalente (NADH/NADPH) nutzen, um CO₂ im Calvin-Zyklus zu fixieren und daraus organische Verbindungen aufzubauen. **Zusammengefasst:** Xantobacter gewinnt Energie, indem es Wasserstoff oxidiert und die dabei frei werdende Energie zur ATP-Bildung nutzt. Dieser Prozess ist eine Form der **chemolithoautotrophen Energiegewinnung**. Weitere Informationen findest du z.B. auf [Wikipedia: Knallgasbakterien](https://de.wikipedia.org/wiki/Knallgasbakterien).

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