CHIMIOSYNTHÈSES

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Oxydation par les Bactéries chimiolithotrophes

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Réduction de l'anhydride carbonique et synthèse des glucides

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Oxydation de l'ammoniac par Nitrosomonas europaea

Oxydation de l'ammoniac par Nitrosomonas europaea
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Les oxydations des substances minérales

Le couplage des réactions d'oxydation et des chimiosynthèses nécessite en fait le jumelage de ces oxydations avec la recharge des transporteurs d'électrons ou d'énergie.

L'exemple le plus simple de la réduction du NAD en NADH2 est donné par les Hydrogenomonas, l'hydrogène moléculaire pouvant réduire le NAD. La réaction est catalysée par une enzyme, l'hydrogénase, présente dans les cellules de ces bactéries ; elle est énergétiquement spontanée. Pour les mêmes bactéries, il est vraisemblable que la recharge de l'ATP est jumelée à l'oxydation d'une fraction du NADH2 régénéré.

En ce qui concerne les composés soufrés, le mécanisme d'oxydation le mieux connu est celui du sulfite en sulfate, réalisé par le Thiobacillus. Un nucléotide voisin de l'ATP intervient, l'adénosine monophosphate (AMP) qui se combine au sulfite avec oxydation de ce dernier.

L'adénosine monophosphosulfate (APS) peut ensuite, au cours d'une seconde réaction enzymatique, échanger son radical sulfate contre un phosphate. Il se forme ainsi de l'adénosine diphosphate (ADP). Dans une troisième étape, deux molécules d'ADP se transforment en une d'ATP et une d'AMP. Ce dernier composé est donc régénéré et disponible pour une nouvelle combinaison avec le sulfite. Le bilan comprend la formation d'une molécule d'ATP par molécule de sulfite oxydé.

Des mécanismes d'oxydation de l'ion ammonium en ion nitrite, par les Nitrosomonas, et de l'oxydation des nitrites par les Nitrobacter ont été également proposés. Tous présentent trop de difficultés énergétiques pour que l'on puisse actuellement comprendre comment ces bactéries parviennent à obtenir le NADPH2 et l'ATP nécessaires à leurs synthèses, alors que cette nécessité même est prouvée expérimentalement.

Enfin, différents transporteurs d'électrons, appartenant au groupe des cytochromes, protéines liées au fer, existent chez toutes les bactéries précédemment citées. Ils interviennent vraisemblablement lors de l'oxydation de diverses substances minérales, dans des réactions couplées à la for [...]

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Écrit par :

  • : professeur honoraire à l'université de Paris-Sud, correspondant de l'Académie des sciences

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Pour citer l’article

Alexis MOYSE, « CHIMIOSYNTHÈSES », Encyclopædia Universalis [en ligne], consulté le 09 septembre 2019. URL : http://www.universalis.fr/encyclopedie/chimiosyntheses/