Kategorie:Biologische Quecksilber-Detoxifikation als Energiequelle

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Überlegung

Quecksilber ist giftig. Es reagiert mit organischen Verbindungen und bindet Cysteine. Einige Bakterien jedoch verfügen über Detoxifikations-Systeme, die Quecksilber aus den Verbindungen herauslösen bzw. reduzieren und damit unschädlich machen. Das Standard-Redoxpotential von Quecksilber ist negativ, d.h. gegenüber einer Platin-Wasserstoff-Elektrode bildet es spontan Hg2+-Ionen. Würde man eine Zelle aus Quecksilber als einer Elektrode, u.U. einem Quecksilber-Löser, wie Thioethanol oder einer anderen schwefelhaltigen Verbindung, einer Gegenelektrode mit solchen Bakterien versetzen, so könnte man die am Quecksilber abfallende Spannung abgreifen. Die entstehenden Quecksilber-Ionen würden gelöst und von den Bakterien wieder reduziert werden. Die Bakterien würden dabei einen Teil ihrer aus Fermentation oder Photosynthese gewonnenen Energie als elektrisches Potential direkt an eine Elektrode abgeben. Dem Mechanismus dieser Sklaverei könnten sie auch durch Mutation nicht einfach entfliehen, da das Quecksilber ja toxisch für sie ist.

Chemie

Organoquecksilber-Lyase

\(RHgX + H^+ + X^- \rightarrow RH + HgX_2\)

Quecksilber(II)-Reduktase

\(Hg(SR)_2 + NADPH/H^+ \rightarrow Hg(0) + NADP^+ + 2RSH\)

Reaktionspotentiale

\(0.851 V: Hg^{2+} + 2e^- \rightarrow Hg\)
\(0.905 V: 2Hg^{2+} + 2e^- \rightarrow Hg_2^{2+}\)
usw.

Literatur

  • Bioanorganische Chemie. S.J.Lippard, J.M. Berg, Spektrum Akademischer Verlag 1995. Kapitel 6.3: Ein Beispiel für ein toxisches Metall: Quecksilber, S.160ff.
  • Handbook of Chemistry and Physics. 56th Edition, 1975-1976. CRC Press. ELECTROCHEMICAL SERIES - TABLE I, D-142

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