Gemischte Säuregärung

Die Gemischte Säuregärung oder Ameisensäuregärung ist ein Stoffwechselwegder von verschiedenen, häufig Darmbewohnenden (Enterobacteriaceen), genutzt wird um unter anaeroben Bedingungen aus GlucoseFermentationsproduktezu bilden. Die gebildeten Gärungsprodukte, hauptsächlich Säuren, sind Acetat, Formiat, Succinat, Lactat, Ethanol, Glycerin, Acetoin, 2,3-Butandiol, Kohlendioxid, und Wasserstoff.

Dabei unterscheidet man zwei Gruppen:

• die Säurebildner (E. coli-Typ): diese bilden hauptsächlich Säuren, aber kein Butandiol
• die Alkoholbildner (Enterobacter-Typ): diese bilden hauptsächlich Butandiol und nur wenig Säuren.

Säurebildner (E. coli-Typ)

Bei den Säurebildnern wird zunächst aus der Glucose über die GlykolysePyruvatgebildet. Dieses wird dann von dem EnzymPyruvat-Formiat-Lyase in Acetyl-Coenzym Aund Formiat gespalten. Das Acetyl-CoA wird zum Teil als Acetat ausgeschieden und zum Teil zu Ethanol reduziert. Das gebildete Formiat wird von dem Enzymkomplex Formiat-Hydrogenlyase, bestehend aus den Enzymen Formiat-Dehydrogenase und Hydrogenase, zu Kohlendioxidund Wasserstoffumgewandelt.

Zusätzlich entstehen noch Lactat, durch die Reduktion von Pyruvat, und Succinat. Succinat wird über die so genannte "Fumarat-Atmung" gebildet. Hierfür wird als erstes Oxalacetat, aus Phosphoenolpyruvat, gebildet welches dann, über einen Malat-Zwischenschritt, in Fumarat umgewandelt wird. Dieses Fumarat wird, anschließend durch das membrangebundene Enzym Fumarat-Reductase zu Succinat reduziert und ausgeschieden.

Alkoholbildner (Enterobacter-Typ)

Obwohl die Alkoholbildner ebenfalls Säuren bilden sind ihre Hauptstoffwechselprodukte Acetoin und 2,3-Butandiol. Es wird hierbei zunächst aus Pyruvat, unter CO₂ Bildung, durch die Acetyllactat-Synthase 2-Acetyllactat gebildet. Dieses wird von der 2-Acetyllactat-Decarboxylase, ebenfalls unter CO₂ Bildung, in Acetoin umgewandelt. Das Acetoin wird von dem Enzym Butandiol-Dehydrogenase in 2,3-Butandiol umgewandelt.

wichtige Mikroorganismen

Die wichtigsten Mikroorganismen die die gemischte Säuregärung betreiben sind: Escherichia coli, Proteus vulgaris, Enterobacter aerogenes, Serratia marcescenes, Klebsiella pneumonieae, Salmonella typhimurium, Vibrio cholerae und Yersinia pestis

Literatur

• Hans G. Schlegel - Allgemeine Mikrobiologie, Thieme
• Katharina Munk - Mikrobiologie, Spektrum Lehrbuch

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