metanotrofy

Opiszę teraz metanotrofy na podstawie pracy pt Przemiany metanu w środowiskach torfowych Zofii Stępniewskiej, Weroniki Goraj i Agnieszki Kuźniar z Katolickiego Uniwersytetu Lubelskiego im. Jana Pawła II, Instytutu Biotechnologii, Katedry Biochemii i Chemii Środowiska na mocy prawa cytatu. Zanim dojdę do opisywania utleniania metanu powiem tylko, że nie tylko torfowiska robią metan, ale dają go też wulkany, trzęsienia Ziemi, naturalne pożary lasów, uskoki, rozkład martwej materii organicznej i procesy trawienne. W przepływie metanu do atmosfery biorą udział rośliny poprzez wchłanianie w strefie włośnikowej metanu i transport poprzez miękisz powietrzny i jego wydalenie przez szparki, metan dostaje się do powietrza przez przepływ wywołany gradientem stężeń między powietrzem zawartym w glebie a atmosferą na drodze osmozy i przez uwolnienie pęcherzyków metanu przez różnice ciśnień, wilgotności i temperatury powstał wskutek zwiększonej wilgotności gleby, deszczu, zraszania. Obecny w przyrodzie metan utleniają metanotrofy, tlenowe baterie gram-ujemne, żyjące w napowietrzonej warstwie gleby, w strefie włośnikowej roślin, w tkankach roślinnych, rośliny mogą być miejscem zamieszkania metanotrofów, pomagają im przez produkcję metanu, transport tlenu do ryzosfery, uwalnianie związków węgla do ryzosfery i poprzez obecność miękiszu powietrznego. Wydzielane przez bakterie związki węgla są pokarmem dla bakterii odpowiedzialnych za metanogenezę, powstały w wyniku ich metabolizmu metan jest pokarmem dla metanotrofów. Miękisz powietrzny, aerenchyma jest w korzeniach i łodygach wielu roślin, rośliny mają też kanały przewietrzające, gdzie obok powietrza są inne gazy pobrane z atmosfery, zawarty w nich metan wykorzystują metanotrofy. Miękisz powietrzny zaopatruje w tlen rośliny rosnące tam, gdzie go mało np. na bagnach. Metanotrofy należą dfo metylotrofów, żyją w gorących źródłach, wodzie morskiej i słodkiej, na bagnach, w glebie, w kopalniach, jaskiniach.

Za utlenianie metanu odpowiada monooksydaza metanowa, która ma 2 formy, obecna w cytozolu sMMO i związaną z błoną komórkową pMMO. sMMO działa kiedy w środowisku jest mało miedzi, bierze udział w biotransformacji i bioremediacji alkanów alifatycznych i aromatycznych, pMMO jest aktywny przy dużym stężeniu miedzi, utlenia alkany mające ponad 5 atomów węgla. Obie monooksygeazy mogą być jednocześnie w komórce. Utlenianie metanu rośnie wraz z temperaturą, badania prowadzono w zakresie 10-30 stopni, a maleje wraz ze wzrostem stężenia metanu przez wyczerpanie tlenu. Najlepsze wyniki dało stężenie 10% metanu w temperaturze 30 st. Metanotrofy są aktywniejsze, żywotniejsze i jest ich więcej kiedy jest więcej roślin, one potrzebują roślin, rośliny stymulują metanotrofię Metantrofy najaktywniejsze są wiosną, latem są aktywne, jesienią spada ich aktywność.

Metanotrofy utleniaja metan do formaldehydu, który wchodzi w szlak seryny, charakterystyczny dla metanotrofów II typu, Alphaproteobacteria lub w szlak rybulozofosforanowy, charakterystyczny dla metanotrofów I typu, Gammaproteobacteria. Utlenianie metanu należy do metylotrofii, czyli wykorzystywania jednowęglowych związków do produkcji związków organicznych budulcowych i energii. W osadach dna morskiego są beztlenowe metanotrofy,

Znając właściwości metanotrofów i wiedząc co im służy możemy zasiać je w kopalniach, które już napowietrzamy, co spowoduje obniżenie zawartości metanu, który stanowi zagrożenie dla górników, a w przyszłości pozwoli przerobić kopalnie na schrony.