微生物学：高CO₂レベルはTCA回路を逆回転させて独立栄養へと向かわせる

最近、嫌気性微生物において、不可逆的と思われているクエン酸シンターゼ反応を含むトリカルボン酸（TCA）回路が、逆回転可能であり、独立栄養炭素固定に使用され得ることが示された。この逆回転型酸化的TCA回路には、NAD依存性デヒドロゲナーゼの代わりのフェレドキシン依存性2-オキソグルタル酸シンターゼと、非常に高レベルのクエン酸シンターゼ（細胞におけるタンパク質量の7％以上）が必要である。この経路では、クエン酸シンターゼが、還元的TCA回路のATP-クエン酸リアーゼに置き換わり、これがこの回路の1回転当たり1ATP当量の消費減少につながる。今回我々は、好熱性硫黄還元デルタプロテオバクテリアHippea maritimaを用いて、この経路が高いCO₂分圧によって駆動されることを示す。このような高分圧は、産物であるアセチル補酵素A（アセチルCoA）の除去に特に重要で、これはピルビン酸シンターゼによって触媒されるピルビン酸への還元的カルボキシル化を介している。この逆回転型酸化的TCA回路は、CO₂が豊富であったと推定されている原始大気中で、独立栄養CO₂固定で機能していた可能性がある。

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