Deep sea hydrothermal vents are isolated habitats that contain many unique organisms of the three domains of life; archaea, bacteria and eukarya. Most microbial communities in these habitats have the capability to fix inorganic carbon dioxide. Five CO2 fixation pathways have been documented as important in hydrothermal habitats; the Calvin-Benson cycle, reductive tricarboxylic acid cycle, reductive acetyl-CoA pathway, dicarboxylate/4-hydroxybutyrate cycle and 3-hydroxypropionate/4-hydroxybutyrate cycle. Four different forms of RuBisCO, designated as I, II, III and IV, operate in different microbial communities associated with deep sea hydrothermal vents. The rTCA cycle is found in the Epsilonproteobacteria and Aquificales and the reductive acetyl-CoA pathway in the methanogens microorganisms. It appears that the 3-HP/4-hydroxybutyrate is potentially an important carbon fixation pathway for archaeal communities in deep-sea hydrothermal vent environments. In addition to these pathways for the direct fixation of carbon dioxide, carbonic anhydrase catalyzes the interconversion of CO2 and HCO3−, and facilitates inorganic carbon dioxide uptake, fixation and assimilation. The bicarbonate formed by CA is an essential growth factor for microorganisms and is a metabolic precursor for many other compounds.
Human activities have significantly increased the atmospheric carbon dioxide concentration and this is an important cause of global warming. Therefore, it is of interest to find technologies for carbon dioxide capture. These technologies, combined with other efforts, could help stabilize greenhouse gas concentrations in the atmosphere and mitigate climate change. Biological CO2 fixation has attracted much attention as an alternative strategy. It can be done by plants and by photosynthetic and chemosynthetic microorganisms. These biological technologies could also be attractive for production of biofuels or other industrial products. A variety of technological solutions have been proposed for CO2 sequestration systems. In addition, a number of technologies are currently employed or under development to separate carbon dioxide from mixed byproduct streams of large stationary anthropogenic sources. Therefore, a variety of reactors containing an enzyme such as carbonic anhydrase have been designed to extract CO2 from mixed gas.
In order to develop and improve new technologies, it is important to search and explore enzymes from different sources. The organisms of deep sea hydrothermal vents are well adapted to fix carbon dioxide in an unusual range of temperatures, pressure condition, pH and metal toxicity. So, organisms from the environment could be used for engineering microbes to solve the various technology options for carbon capture and storage.
We thank the anonymous reviewer for thoroughly reading the paper and providing thoughtful comments. We would like to thank Ron Verrall and Ronald Steer for the critical review of this manuscript. This review is dedicated to Lucienne Arbos Bloch, Carlo Cereceda and Jean Laporte.
ทะเล hydrothermal vents ลึกแยกถิ่นที่ประกอบด้วยหลากหลายสิ่งมีชีวิตของสามโดเมนของชีวิต อาร์เคียแบคทีเรียและ Eukarya . ชุมชนจุลินทรีย์มากที่สุดในพื้นที่เหล่านี้มีความสามารถในการแก้ไขปัญหาก๊าซคาร์บอนอนินทรีย์ ห้าวิถีการตรึงคาร์บอนไดออกไซด์ได้รับเอกสารสำคัญใน hydrothermal ถิ่นอาศัย คาลวิน เบนสัน รอบ ซึ่ง tricarboxylic กรดวงจรซึ่งความหมาย COA ทางเดิน , ไดคาร์บอกซิเลต / 4-hydroxybutyrate 3-hydroxypropionate / 4-hydroxybutyrate วงจรและวัฏจักร สี่รูปแบบที่แตกต่างกันของ rubisco , เขตที่ 1 , 2 , 3 และ 4 แตกต่างกัน การใช้งาน จุลินทรีย์ในชุมชนที่เกี่ยวข้องกับทะเลลึก hydrothermal vents .วงจร RTCA พบใน epsilonproteobacteria และ aquificales และ reductive อะ COA ทางเดินในเมทาโนเจนจุลินทรีย์ ปรากฏว่า 3-hp / 4-hydroxybutyrate อาจสำคัญสำหรับการตรึงคาร์บอนวิถีชุมชน archaeal ในน้ำลึกปล่องไฮโดรเทอร์มอลสภาพแวดล้อม นอกจากทางเดินเหล่านี้สำหรับการตรึงโดยตรงของคาร์บอนไดออกไซด์ฉะนี้แลและ interconversion ของ CO2 และ hco3 −และอำนวยความสะดวกในการตรึงคาร์บอนไดออกไซด์อนินทรีย์ การดูดซึมและการผสมผสาน . ไบคาร์บอเนต เกิดขึ้นโดย CA เป็นปัจจัยการเจริญเติบโตที่จำเป็นสำหรับจุลินทรีย์ และเป็นสารตั้งต้นสำหรับการเผาผลาญสารอื่น ๆอีกมากมาย
กิจกรรมของมนุษย์ได้เพิ่มปริมาณก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ ในชั้นบรรยากาศอย่างมากและนี้คือเหตุผลสำคัญของภาวะโลกร้อน ดังนั้น จึงมีความสนใจที่จะหาเทคโนโลยีคาร์บอนไดออกไซด์ในการจับภาพ เทคโนโลยีเหล่านี้รวมกับความพยายามอื่น ๆสามารถช่วยปรับความเข้มข้นของก๊าซเรือนกระจกในชั้นบรรยากาศและลดการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศการตรึง CO2 ชีวภาพได้ดึงดูดความสนใจมากเป็นกลยุทธ์ทางเลือก มันสามารถทำโดยใช้พืชและการสังเคราะห์ด้วยแสง และคีโมซินเตติกจุลินทรีย์ เทคโนโลยีเหล่านี้ทางชีวภาพสามารถที่น่าสนใจสำหรับการผลิตเชื้อเพลิงชีวภาพหรือผลิตภัณฑ์อุตสาหกรรมอื่น ๆ ความหลากหลายของโซลูชั่น เทคโนโลยี ได้รับการเสนอให้ระบบการกักเก็บคาร์บอนไดออกไซด์ นอกจากนี้จำนวนของเทคโนโลยีในปัจจุบันที่ใช้หรืออยู่ภายใต้การพัฒนาเพื่อแยกก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์จากการผสมอาหารที่มีขนาดใหญ่เขียนแหล่ง anthropogenic . ดังนั้น ความหลากหลายของเครื่องปฏิกรณ์ที่มีเอนไซม์เช่นฉะนี้แล ถูกออกแบบมาเพื่อแยก CO2 จากก๊าซผสม
เพื่อปรับปรุงและพัฒนาเทคโนโลยีใหม่มันเป็นสิ่งสำคัญเพื่อค้นหาและศึกษาเอนไซม์จากแหล่งที่แตกต่างกัน สิ่งมีชีวิตในทะเลลึกที่ hydrothermal vents ปรับตัวแก้ไขก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ในช่วงปกติของภาวะความดันอุณหภูมิ , pH และโลหะเป็นพิษ ดังนั้น สิ่งมีชีวิตจากสิ่งแวดล้อมที่สามารถใช้สำหรับวิศวกรรมจุลินทรีย์เพื่อแก้ปัญหาต่าง ๆเทคโนโลยีตัวเลือกสำหรับจับคาร์บอนและการเก็บรักษา
ขอบคุณความคิดเห็นที่ไม่ระบุชื่อสำหรับอย่างละเอียดอ่านกระดาษและให้ความคิดความเห็น เราอยากจะขอบคุณรอนแวร์เริลกับโรนัลด์คัดท้ายสำหรับการทบทวนต้นฉบับนี้ รีวิวนี้จะทุ่มเทเพื่อ lucienne arbos โบลช , คาร์โลเซเรเซดา และยีนเลิปพอร์ต .
การแปล กรุณารอสักครู่..