Bactéries méthanogènes : métabolisme

[invite772cf17c]

Bonjour !

Je suis en prépa agro-véto en 2^ème année et je fais un TIPE sur la méthanisation du lisier de porc (si certains d'entre vous sont tombés sur un sujet sur des calculs de perte de chaleur d'une cuve à lisier dans la partie "physique" du forum, c'était moi !)

Là, je recherche des infos sur le métamolisme des bactéries méthanogènes, en particulier Methanosarcina et Methanothermobacter. Je sais qu'elles travaillent sur des petites molécules (acide éthanoïque, CO₂ et H₂) mais j'aimerais avoir des informations plus précises, comme les différentes étapes métaboliques qui mènent du substrat au CH₄, les raisons qui font que les températures d'action sont très différentes entre les deux types d'archées...

Enfin voilà, des informations précises, ce qui n'est pas évident à trouver sur internet, et encore moins dans des bouquins...!

Alors si vous avez quelques trucs qui pourraient m'interesser, ce sera avec grand plaisir !!!

Merci à tous !

Josquin
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[invite972494a2]

Les méthanogènes sont des archeae Anaérobie strict. Elles utilisent donc un accepteur terminal d'électron qui est autres que 02. Il peut s'agir de C02, d'acétate, de méthanol, etc... Cet accepteur d'électron est alors réduit en CH4 au cours de la respiration.
Faut-il revenir sur le principe d'une chaîne respiratoire ?

Ces organismes utilisent des cofacteurs particuliers qui permettent de convertir le C02 en CH4. Je peux te retrouves les réactions exactes, mais est-ce vraiment utile ?

Concernant les températures on ne peut qu'apporter une réponse finaliste je pense : Les bactéries croissent à une température optimale définie car il s'agit de la température du milieu dans lequel elles sont le plus à-même de se dévellopper (Lisier source de substrats pour les méthanogènes donc nécéssité d'une adaptation à la température du lisier).
Methanosarcina est aussi retrouvée dans certaines flores digestives donc on peut suscpecter que sa température optimale est plus faible.

[invite772cf17c]

Merci beaucoup !

Oui, ca m'interesse bien les cofacteurs ! C'est justement ca qu'on cherche : le plus de détails sur le métabolisme.

Donc ca marche avec une chaîne respiratoire ? Parce que je pensais que c'était une fermentation (et qui dit fermentation dit pas de chaîne de transport d'électrons, et pas de phosphorylation oxydative, non ?).

Je m'interesse pas mal à ca pour comprendre (par l'étude des potentiels d'oxydoréduction par exemple) la spontanéité et l'exothermicité des différentes réactions pour montrer la synthèse d'ATP, qui est finalement le rôle de tout métabolisme respiratoire et fermentaire.

Merci bien !

Josquin

[invite8ef93f7f]

Dans ce bouquin le métabolisme des méthanogènes est pas mal décrit.
PELMONT J.,1993.
Méthanogènes. In: Bactéries et environnement-adaptation physiologiques, Bornarel J., Presse universitaire de Grenoble, Grenoble,pp.383-412.

Autrement ici http://aem.asm.org/ j'ai trouvé pas mal de trucs sur ce sujet

[A voir en vidéo sur Futura]

[invite972494a2]

En effet c'est une respiration donc aucun rapport avec la fermentation. Un composé réduit (l'élément nutritif) va être oxydé par le métabolisme de la cellule. Ceci génère du NADH,H+ et des électrons. Les électrons seront transportés le long de la chaîne respiratoire et accepté par un accepteur final d'électron, dans notre cas une molécule oxydée telle que C02 qui sera alors réduite en CH4. Le NADH,H+ sera regénéré en NAD+. Le potentiel d'oxydoreduction du couple C02/CH4 sera donc plus grand que celui du couple donneur (générallement NADH,H+/NAD+).

Le principe est double :

-un couplage chimio-osmotique: Les électrons transportés du NADH,H+ vers un couple redox de potentiel un peu plus élevé libère un peu d'énergie. La chaîne respiratoire est une succession de couple redox de potentiel progressivement croissant. A chaque fois que les électrons passe vers un nouveau couple, un peu d'énergie est libérée. Cette énergie permet l'expulsion de protons hors de la matrice. De ce fait la concentration en H+ est supérieure dans l'espace intermembranaire. Le dernier couple est le couple C02/CH4 et il y a donc libération de CH4 dans le milieu. Cependant la réduction de C02 en CH4 met en jeu différentes réactions complexes et des cofacteurs particulier (je pense que cette voie est trop compliquée dans le cadre de votre travail).

-un couplage osmo-chimique : Les ions H+ traverse librement une ATPsynthase dans le sens du gradient, c'est-à-dire vers la matrice. Cette entrée de H+ provoque la rotation de l'ATPsynthase. L'energie ainsi crée permet la synthèse D'ATP à partir d'ADP et de Pi.

=> On parle de phosphorylation oxydative pour décrire l'ensemble du procédé


[IMG] et l'exothermicité des différentes réactions pour montrer la synthèse d'ATP[/IMG]
Attention à ne pas confondre exergonique et exothermique. Si les différentes réactions était trop exothermique, il ne pourrait pas y avoir synthèse d'ATP car l'énergie se dissiperait sous forme de chaleur. Ici l'énergie issu de l'oxydation est couplé à des réactions endergoniques ou à un mécanisme physique (osmotique). Le fait que le lisier dégage de la chaleur est du au rendement métabolique qui n'est jamais de 100%. Il y a perte d'énergie sous forme de chaleur, mais je ne saurais dire à quel niveau.