Avainero assimiloivan ja dissimiloivan sulfaattipelkistyksen välillä on se, että assimiloiva sulfaattipelkistys tuottaa kysteiiniä lopputuotteena, kun taas dissimiloiva sulfaattipelkistys tuottaa sulfidia lopputuotteena.
Sulfaattien vähentäminen on yksi tärkeimmistä anaerobisista hengitysteistä. Lisäksi jotkut anaerobisista olosuhteista riippuvaiset mikrobit pystyvät pelkistämään sulfaatteja saadakseen energiaa. Lisäksi on kaksi pääreittiä, joilla sulfaatit pelkistyvät; ne ovat assimilaatioreitti ja dissimilaatioreitti. Jossa assimilaatioreitissä sulfaatin pelkistäminen tuottaa kysteiiniä sen lopputuotteena, joka voidaan assimiloida elävissä organismeissa, kuten kasveissa ja korkeammissa eukaryooteissa. Päinvastoin, sulfaatin pelkistyksen dissimilaatioreitti tuottaa sulfidin lopputuotteena. Näin ollen merkittävin ero assimiloivan ja dissimiloivan sulfaattipelkistyksen välillä on kunkin tuotteen lopputuotteen tyyppi.
Mikä on assimiloiva sulfaatin pelkistys?
Kuten aiemmin todettiin, assimiloiva sulfaatin pelkistys on yksi kahdesta pääreitistä sulfaatin pelkistymisessä, joka on yksi tärkeimmistä anaerobisista hengitysteistä. Erityisesti sitä esiintyy mikrobeissa, mukaan lukien prokaryoottibakteerit, sienet ja fotosynteettiset organismit. Nämä organismit pystyvät käymään läpi anaerobisia reaktioita energian tuottamiseksi. Tässä sulfaattia pelkistävien organismien pääasiallinen energialähde on sulfaatti. Sulfaatti pelkistyy kysteiiniksi, joka on tämän reitin näkyvä lopputuote. Lisäksi entsyymit välittävät tätä prosessia. Myös tämä reitti riippuu ATP:stä. Lopputuote, kysteiini, on tärkeä hiilirungon muodostumiselle, joka on kysteiiniaminohapon tai homokysteiinin muodossa.
Kuva 01: Sulfaattia vähentävät mikrobit
Assimiloivassa sulfaatin pelkistysreitissä lähtöainesulfaatti muuttuu ensin adenosiini-5-fosfosulfaatiksi (APS). Myöhemmin APS pelkistyy muodostaen sulfidia sarjan entsyymitatalysoimien reaktioiden kautta. Sitten viimeinen vaihe sulfaatin pelkistyksen assimilaatioreitissä on kysteiinin synteesi sulfidista. Tämä koko prosessi vaatii O-asetyyliseriinisulfhydrylaasi-nimisen entsyymin.
Mikä on dissimiloiva sulfaatin pelkistys?
Dissimiloiva sulfaatin pelkistys on anaerobinen prosessi. Se on toinen reitti sulfaatin pelkistysreiteissä. Myös tässä jotkin prokaryootit, eukaryoottiset sienet ja fotosynteettiset organismit pystyvät pelkistämään sulfaattia dissimilaatioreitillä. Kuitenkin dissimiloiva sulfaattipelkistys tuottaa sulfidia lopputuotteekseen. Kuten assimiloiva sulfaattipelkistys, se on myös entsyymivälitteinen prosessi ja riippuu ATP:stä.
Kuva 02: Dissimiloiva sulfaatin pelkistys
Siten, kuten assimilaatioreitti, ensimmäinen reaktio tässä on sulfaatin aktivoituminen muodostaen adenosiini-5-fosfosulfaattia (APS). Myöhemmin APS muuttuu sulfiitiksi ja sitten sulfidiksi useiden entsyymien edistämien kemiallisten reaktioiden kautta. Siksi sulfaatin pelkistyksen dissimilaatioreitissä lopputuote on sulfidi, epäorgaaninen yhdiste.
Mitä yhtäläisyyksiä assimilatorisella ja dissimilatorisella sulfaatin vähentämisellä on?
- Molemmat prosessit tapahtuvat anaerobisissa olosuhteissa.
- Lisäksi molempien prosessien lähtöaine on sulfaatti.
- Lisäksi sulfaatti toimii lopullisena elektronin vastaanottajana molemmissa prosesseissa.
- Lisäksi molemmat pelkistysprosessit ovat ATP-riippuvaisia.
- Lisäksi sulfaatin aktivoituminen adenosiini-5-fosfosulfaatiksi on yhteistä molemmille prosesseille.
- Lisäksi ne ovat entsyymien katalysoimia reaktioita.
- Molempia pelkistysprosesseja suorittavat prokaryootit, sienet ja fotosynteettiset organismit.
Mitä eroa assimiloivalla ja dissimiloivalla sulfaatin vähentämisellä on?
Assimiloiva ja dissimiloiva sulfaatin pelkistys ovat kaksi anaerobista prosessia, joissa sulfaatti toimii lähtöaineena. Erityisesti mikrobit käyttävät näitä prosesseja saadakseen energiaa toimintaansa varten. Keskeinen ero assimiloivan ja dissimiloivan sulfaattipelkistyksen välillä on kuitenkin se, että assimiloiva sulfaattipelkistys tuottaa lopulta kysteiiniä, kun taas dissimiloiva sulfaattipelkistys tuottaa lopulta sulfideja. Toinen ero assimiloivan ja dissimiloivan sulfaattipelkistyksen välillä on entsyymit, jotka osallistuvat reaktioiden katalyysiin. Entsyymi O-asetyyliseriinisulfhydrylaasi katalysoi assimiloivaa sulfaattipelkistystä, kun taas dissimiloiva sulfiittireduktaasi katalysoi dissimiloivaa sulfaattipelkistystä.
Alla oleva infografiikka assimiloivan ja dissimiloivan sulfaatin pelkistyksen eroista näyttää lisätietoja.
Yhteenveto – assimiloiva vs dissimiloiva sulfaatin pelkistys
Assimiloiva ja dissimiloiva sulfaatin pelkistysprosessit ovat anaerobisia prosesseja. Molemmissa prosesseissa sulfaatti toimii lopullisena elektronin vastaanottajana. Myös mikrobit ja fotosynteettiset organismit suorittavat molemmat prosessit. Lisäksi ne molemmat ovat riippuvaisia myös ATP:stä. Sulfaatin assimiloiva pelkistys on kuitenkin prosessi, joka tuottaa kysteiiniä ja homokysteiiniä lopputuotteina. Sitä vastoin dissimiloiva sulfaattipelkistys tuottaa sulfidia lopputuotteena. Siksi tämä on ero assimiloivan ja dissimiloivan sulfaattipelkistyksen välillä.
