Metanogenes är den biologiska process genom vilken metanogena bakterier omvandlar olika substrat till metan. Denna process sker under anaeroba förhållanden, vilket betyder i frånvaro av syre. Så här producerar metanogena bakterier metan:
Koldioxidreduktion: Vissa metanogena bakterier använder koldioxid (CO2) som sin primära kolkälla. De förbrukar CO2 och kombinerar det med väte (H2) eller format (HCOO-) för att producera metan. Denna process kallas koldioxidreduktion eller hydrogenotrofisk metanogenes. Reaktionen kan representeras enligt följande:
CO2 + 4H2 -> CH4 + 2H2O
Acetatjäsning: Andra metanogena bakterier använder acetat (CH3COO-) som sitt primära substrat. De bryter ner acetat till metan och koldioxid genom en process som kallas acetatjäsning eller acetoklastisk metanogenes. Denna reaktion kan sammanfattas som:
CH3COO- + H2O → CH4 + CO2
Metylöverföringsreaktioner: Vissa metanogena bakterier deltar i metylöverföringsreaktioner för att producera metan. De använder metylerade föreningar, såsom metanol (CH3OH) eller metylamin (CH3NH2), som substrat. Genom att överföra metylgruppen (-CH3) till en lämplig acceptor bildas metan.
Varje typ av metanogena bakterier har specifika enzymer och metabola vägar som gör det möjligt för dem att utföra dessa metanogena reaktioner. De innehåller unika koenzymer och kofaktorer, såsom koenzym M och metylkoenzym M-reduktas, som är väsentliga för metanproduktion.
Att förstå metanogena bakterier och deras metanproducerande förmåga är viktigt av olika anledningar. För det första hjälper det oss att förstå deras roll i den globala metanbudgeten och klimatförändringens dynamik. För det andra underlättar det utvecklingen av strategier för att minska metanutsläpp från antropogena källor, såsom deponier och jordbruk. Dessutom har metanogena bakterier lovande biotekniska tillämpningar, såsom biogasproduktion och avloppsvattenrening.
