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Lexikon der Chemie: Methanoxidation

Methanoxidation, der Weg der Energiegewinnung methanotropher bzw. methylotropher Organismen, d. h. von Mikroorganismen, die Methan oder andere C1-Verbindungen (z. B. Methanol, Methylamin) als einzige Kohlenstoff- und Energiequelle nutzen können. Die Oxidation von Methan entspricht dem der Oxidation höherer Alkane, endet aber beim Kohlendioxid (Abb.). Der erste Schritt ist eine Hydroxylierung, die durch eine Methanmonooxygenase (1) katalysiert wird. An der Weitermetabolisierung des Methanols ist eine Methanoldehydrogenase (2) beteiligt, die Pyrrolo-chinolin-chinon (PQQ) (Bakterien) als prosthetische Gruppe enthält. In den Hefen und Pilzen ist das Enzym NAD+-abhängig. Peroxisomen besitzen Methanoloxidasen, die neben Formaldehyd Wasserstoffperoxid als Reaktionsprodukt bilden. Formaldehyd wird durch NAD(P)+-abhängige oder NAD(P)+-unabhängige Formaldehyddehydrogenasen (3) sowie eine lösliche NAD+-abhängige Formiatdehydrogenase (4) zu Kohlendioxid oxidiert. Die Oxidation von Methanol zu Kohlendioxid liefert Reduktionsäquivalente und damit ATP für die Assimilation des Methan- bzw. Methanol-Kohlenstoffs (Methanolassimilation). Der Kohlenstoff wird auf der Stufe des Formaldehyds assimiliert.



Methanoxidatation. Abb.: Oxidation von Methan zu Kohlendioxid.

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