justy014

Ryc. 14.11. Rozkład alkanów (parafin) przez terminalną oksydację przy współudziale monooksygenazy oraz przez /3-oksydację do acetylo-CoA. Główne enzymy: (1) monook-sygenaza (hydroksylaza 1-alkanowa); (23) dehydrogenaza alkoholowa; (3) dehydrogenaza aldehydowa; (4) syntetaza acylo-CoA; (5) dehydrogenaza acylo-CoA; (6) hydroliaza 3-hydroksyacylo-CoA; (7) dehydrogenaza 3-hydroksyacylo-CoA; (8) /ł-ketotiolaza

akumulacja propionianu. Gromadzenie propionianu wynika prawdopodobnie na skutek braku enzymów przekształcających propionian poprzez metylomalonylo-CoA w komórkach hodowanych na heksanie.

14.11.4. Węglowodory aromatyczne

Rośliny produkują wiele związków organicznych zawierających pierścienie aromatyczne. Pod względem ilościowym dominuje lignina, która stanowi 20% (wagowych) drewna. Pierścień aromatyczny rozszczepia wiele gatunków bakterii i grzybów. Niektóre bakterie z rodzaju Pseudomonas rosną szybciej w obecności benzoesanu niż cukrów, jednakże warunkiem szybkiej degradacji związków aromatycznych jest obecność tlenu. Zajmiemy się tymi szlakami degradacji nieco dokładniej. Według nowych badań związki aromatyczne są również degradowane beztlenowo w szlaku,

0    którym jedynie wspomnimy w dalszej części tego podrozdziału.

Przygotowanie do rozszczepienia pierścienia. Większość spośród związków aromatycznych występujących w przyrodzie początkowo ulega degradacji przez bakterie do jednego lub dwóch związków: katecholu

1    kwasu protokatechowego. Wiele pojedynczo lub podwójnie (1,2-di-) podstawionych pierścieni aromatycznych, np. w kwasie migdałowym, fenyloalaninie, toluenie, benzoesanie, salicylanie, fenolu i benzenie jest degradowanych do katecholu.

Do kwasu protokatechowego są przekształcane pierścienie aromatyczne podwójnie podstawione w pozycjach 1,3 i 1,4, jak również pierścienie podstawione wielokrotnie. We wszystkich przypadkach do pierścienia włączają się grupy hydroksylowe. Tlen jest pochodzenia cząsteczkowego. W przypadku aromatycznych związków niefenolowych struktura 1,3--dihydroksybenzenu, niezbędna do rozszczepienia pierścienia, powstaje na skutek podwójnej hydroksylacji.

_ 02 r^il	H OH		OC^0”
	k/UoH	^ "X '
XH2 X	H	CM X X X
benzen dioksygenaza	c/s-1,2-dihydro-	dehydrogenaza	pirokate-
-	1,2-dihydroksybenzen		china

Nie podstawiony pierścień benzenu ulega, na przykład, hydroksylacji przez dioksygenazę (podwójną hydrolazę) do cis-1,2-dihydro-1,2-dihyd-roksybenzenu, który następnie ulega dehydratacji (ponownej aromatyzacji) do pirokatechiny.

Inaczej dzieje się w przypadku związków fenolowych, które są dalej hydroksylowane przez monooksygenazy. Jeden z atomów tlenu cząsteczkowego zostaje wbudowany, a drugi zredukowany do wody. Jako donory wodoru mogą służyć nukleotydy pirydynowe.

fenol

o₂+xh₂ h₂o+x

. a^0H

monooksygenaza    ^^'OH

pirokatechina

Rozszczepienie pierścienia aromatycznego często, lecz nie zawsze, jest poprzedzone usunięciem z niego podstawników. Grupy chlorowe, nitrowe i sulfonowe są zastępowane grupami hydroksylowymi. Alifatyczne łańcuchy boczne mogą być różnie modyfikowane i skracane lub pozostawać nietknięte.

Rozszczepienie pierścienia. Pierścień rozszczepiają dioksygenazy. W trakcie tego procesu jest wbudowywany tlen cząsteczkowy. Pierścień zostaje rozerwany albo między dwiema sąsiadującymi grupami hydroksylowymi, albo między hydroksylowanym i sąsiadującym niehydroksylowanym

34 — Mikrobiologia 529