کموسنتز

*میکروبی با نام Venenivibrio stagnispumantis* با اکسید کردن گاز هیدروژن انرژی به دست می‌آورد.

در بیوشیمی، شیمی‌سنتز یا کِموسنتز (به انگلیسی: chemosynthesis) تبدیل بیولوژیکی یک یا چند مولکول حاوی کربن (معمولاً دی‌اکسید کربن یا متان) و مواد مغذی به مواد آلی با استفاده از اکسیداسیون ترکیبات غیرآلی (به عنوان مثال، گاز هیدروژن، سولفید هیدروژن) یا یون‌های آهنی به عنوان منبع انرژی، به جای نور خورشید، مانند فتوسنتز است. شیمی‌پرورد‌ها، ارگانیسم‌هایی که با کموسنتز، کربن را از دی‌اکسید کربن به دست می‌آورند، از نظر تبارزایی متنوع هستند. گروه‌هایی که شامل گونه‌های برجسته یا مهم از نظر بیوژئوشیمیایی(biogeochemically) هستند شامل گاماپروتئوباکتریاهای اکسیدکننده گوگرد، کامپیلوباکتروتاهای آب‌ساز (آکوئیفیکوتا-Aquificota)، آرکی‌های متان‌ساز و باکتری‌های نوتروفیل اکسیدکننده آهن هستند.

بسیاری از میکروارگانیسم‌ها در مناطق تاریک اقیانوس‌ها از کموسنتز برای تولید زیست‌توده از مولکول‌های تک کربنی استفاده می‌کنند. دو دسته را می‌توان از هم متمایز کرد. در مکان‌های نادری که مولکول‌های هیدروژن (_H2) در دسترس هستند، انرژی موجود از واکنش بین _CO2 و _H2 (که منجر به تولید متان، _CH4) می‌شود، می‌تواند به اندازه کافی بزرگ باشد تا تولید زیست‌توده را هدایت کند. از طرف دیگر، در اکثر محیط‌های اقیانوسی، انرژی برای شیمی‌سنتز از واکنش‌هایی حاصل می‌شود که در آن‌ها موادی مانند سولفید هیدروژن یا آمونیاک اکسید می‌شوند. این ممکن است با یا بدون حضور اکسیژن رخ دهد.

فرایند کموسنتز سولفید هیدروژن

کرم‌های لوله‌ای غول‌پیکر از باکتری‌های موجود در تروفوزوم(trophosome) خود برای تثبیت دی‌اکسید کربن (استفاده از سولفید هیدروژن به عنوان منبع انرژی) و تولید قندها و اسیدهای آمینه استفاده می‌کنند.

18H₂S + 6CO₂ + 3O₂ → C₆H₁₂O₆ (carbohydrate) + 12H₂O + 18S

به جای آزاد کردن گاز اکسیژن هنگام تثبیت دی‌اکسید کربن مانند فتوسنتز، کموسنتزِ سولفید هیدروژن در این فرایند گلبول‌های جامد گوگرد تولید می‌کند.

کشف

کرم‌های لوله‌ای غول‌پیکر (*Riftia pachyptila*) به جای روده، اندامی حاوی باکتری‌های کموسنتز کننده دارند.

در سال ۱۸۹۰، سرگئی وینوگرادسکی نوع جدیدی از فرایند حیات به نام «آنورگوکسیدانت-anorgoxydant» را پیشنهاد کرد.^[۱] کشف او نشان داد که برخی از میکروب‌ها می‌توانند صرفاً با مواد معدنی زندگی کنند و در طول تحقیقات فیزیولوژیکی او در دهه ۱۸۸۰ در استراسبورگ و زوریخ روی باکتری‌های گوگرد، آهن و نیتروژن پدیدار شدند.

در سال ۱۸۹۷، ویلهلم ففر(Wilhelm Pfeffer) اصطلاح «کموسنتز» را برای تولید انرژی از طریق اکسیداسیون مواد معدنی، همراه با جذب دی‌اکسید کربن اتوتروفیک چیزی که امروزه به عنوان شیمیولیتوآتوتروفی (chemolithoautotrophy) نامیده می‌شود ابداع کرد. بعدها، این اصطلاح گسترش یافت و شامل شیمیوارگانواتوتروفی‌ها نیز شد، که ارگانیسم‌هایی هستند که از سوبستراهای انرژی آلی برای جذب دی‌اکسید کربن استفاده می‌کنند.^[۲] بنابراین، شیمی‌سنتز را می‌توان مترادف شیمیوآتوتروفی دانست.

جستارها وابسته

منابع

↑ Paraska, O. A.; Horban, A. Ye; Matselyukh, B. P.; Shchur, S. A.; Shenderovskyj, V. А. (2022-07-24). "Chemosynthesis: a history of innovation". Infusion & Chemotherapy (in English) (2): 50–56. doi:10.32902/2663-0338-2022-2-50-56. ISSN 2709-0957.
↑ Kellerman, M. Y.; Wegener, G.; Elvert, M.; Yoshinaga, M. Y.; Lin, Y-S.; Holler, T.; Millar, X. P.; Knittel, K.; Hinrichs, K-U. (2012). "Autotrophy as a predominant mode of carbon fixation in anaerobic methane-oxidizing microbial communities". Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 109 (47): 19321–19326. Bibcode:2012PNAS..10919321K. doi:10.1073/pnas.1208795109. PMC 3511159. PMID 23129626. {{cite journal}}: از پارامتر ناشناخته |displayauthors= صرف نظر شد (|display-authors= پیشنهاد می‌شود) (کمک)

[1] Paraska, O. A.; Horban, A. Ye; Matselyukh, B. P.; Shchur, S. A.; Shenderovskyj, V. А. (2022-07-24). "Chemosynthesis: a history of innovation". Infusion & Chemotherapy (in English) (2): 50–56. doi:10.32902/2663-0338-2022-2-50-56. ISSN 2709-0957.

[2] Kellerman, M. Y.; Wegener, G.; Elvert, M.; Yoshinaga, M. Y.; Lin, Y-S.; Holler, T.; Millar, X. P.; Knittel, K.; Hinrichs, K-U. (2012). "Autotrophy as a predominant mode of carbon fixation in anaerobic methane-oxidizing microbial communities". Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 109 (47): 19321–19326. Bibcode:2012PNAS..10919321K. doi:10.1073/pnas.1208795109. PMC 3511159. PMID 23129626. {{cite journal}}: از پارامتر ناشناخته |displayauthors= صرف نظر شد (|display-authors= پیشنهاد می‌شود) (کمک)

[۱]

[۲]