Halorespiration
ऑर्गेनोहैलाइड श्वसन (ओ. एच. आर.) (जिसे पहले हैलोरेस्पिरेशन या डीहेलोरेस्पिरेशन कहा जाता था) अवायवीय श्वसन में अंतिम इलेक्ट्रॉन स्वीकारकों के रूप में हैलोजेनेटेड यौगिकों का उपयोग है। ऑर्गेनोहैलाइड श्वसन सूक्ष्मजीव जैव क्षरण में एक भूमिका निभा सकता है। सबसे आम सब्सट्रेट क्लोरिनेटेड एलिफैटिक्स (पीसीई, टीसीई, क्लोरोफॉर्म) और क्लोरिनेटेड फिनोल हैं। ऑर्गेनोहैलाइड-श्वसन करने वाले बैक्टीरिया अत्यधिक विविध हैं। यह विशेषता कुछ कैम्पिलोबैक्टीरोटा, थर्मोडसल्फोबैक्टीरियोटा, क्लोरोफ्लेक्सोटा (ग्रीन नॉनसल्फर बैक्टीरिया), लो जी + सी ग्राम पॉजिटिव क्लॉस्ट्रिडिया और अल्ट्रामाइक्रोबैक्टीरिया में पाई जाती है। ऑर्गेनोहैलाइड श्वसन की प्रक्रिया ऑर्गेनोहैलाइड श्वसन की प्रक्रिया, ऊर्जा का उत्पादन करने के लिए रिडक्टिव डीहैलोजेनेशन का उपयोग करती है जिसका उपयोग श्वसन करने वाले सूक्ष्मजीव द्वारा अपने विकास और चयापचय को पूरा करने के लिए किया जा सकता है। हेलोजेनेटेड कार्बनिक यौगिकों का उपयोग अंतिम इलेक्ट्रॉन स्वीकारक के रूप में किया जाता है, जिसके परिणामस्वरूप उनका डीहैलोजेनेशन होता है। रिडक्टिव डीहैलोजिनेशन वह प्रक्रिया है जिसके द्वारा यह होता है। इसमें यौगिक में इलेक्ट्रॉनों को जोड़ते हुए, हैलोजन प्रतिस्थापनों को हटाकर हैलोजनीकृत यौगिकों की कमी शामिल है। हाइड्रोजेनोलिसिस और विसिनल रिडक्शन इस तंत्र की दो ज्ञात प्रक्रियाएं हैं जिनकी पहचान की गई है। दोनों प्रक्रियाओं में, हटाए गए हैलोजन प्रतिस्थापन आयनों के रूप में जारी किए जाते हैं। रिडक्टिव डीहैलोजेनेशन को रिडक्टिव डीहैलोजेनेस द्वारा उत्प्रेरित किया जाता है, जो झिल्ली से जुड़े एंजाइम होते हैं। न केवल झिल्ली से जुड़े बल्कि कुछ मामलों में प्रोटीन परिसरों के हिस्से के रूप में साइटोप्लाज्मिक हाइड्रोजेनेस भी ऑर्गेनोहैलाइड श्वसन प्रक्रिया में भूमिका निभाते हैं। इनमें से अधिकांश एंजाइमों में आयरन-सल्फर (फे-एस) समूह होते हैं, और उनके सक्रिय स्थलों पर एक कोरिनॉइड कोफैक्टर होता है। यद्यपि सटीक तंत्र अज्ञात है, शोध से पता चलता है कि एंजाइम के ये दो घटक कमी में शामिल हो सकते हैं। प्रयुक्त और पर्यावरणीय महत्व ऑर्गेनोहलाइड श्वसन में अंतिम इलेक्ट्रॉन स्वीकारक के रूप में उपयोग किए जाने वाले सामान्य सब्सट्रेट ऑर्गेनोक्लोराइड कीटनाशक, एरिल हैलाइड और एल्किल सॉल्वैंट्स हैं। इनमें से कई स्थायी और विषाक्त प्रदूषक हैं जिन्हें केवल आंशिक या पूरी तरह से ऑर्गेनोहैलाइड श्वसन द्वारा अवायवीय रूप से अपघटित किया जा सकता है। ट्राइक्लोरोएथिलीन (टी. सी. ई.) और टेट्राक्लोरोएथिलीन (पी. सी. ई.) ऐसे प्रदूषकों के दो उदाहरण हैं, और उनका क्षरण अनुसंधान का केंद्र रहा है। पी. सी. ई. एक एल्किल विलायक है जिसका उपयोग पहले ड्राई क्लीनिंग, डीग्रीज़िंग मशीनरी और अन्य अनुप्रयोगों में किया जाता था। यह भूजल का एक आम संदूषक बना हुआ है। ऐसे बैक्टीरिया जो पी. सी. ई. को पूरी तरह से विषैले रसायन एथेन में बदलने में सक्षम हैं, उन्हें अलग किया गया है। वे डीहेलोकोकॉइड्स वंश से संबंधित पाए गए हैं और अपने इलेक्ट्रॉन दाता के रूप में एच2 का उपयोग करते हैं। ऑर्गेनोहैलाइड श्वसन की प्रक्रिया को अतीत में पी. सी. ई. और टी. सी. ई. के इन सीटू बायोरेमेडिएशन पर लागू किया गया है। उदाहरण के लिए, दूषित स्थल में इलेक्ट्रॉन दाताओं और डीहेलोरेस्पायरिंग बैक्टीरिया को पेश करके दूषित भूजल के इलाज के लिए उन्नत रिडक्टिव डीक्लोरिनेशन का उपयोग किया गया है, ताकि ऐसी स्थितियां पैदा की जा सकें जो बैक्टीरिया के विकास और ऑर्गेनोहैलाइड श्वसन को प्रोत्साहित करती हैं। संवर्धित रिडक्टिव डीक्लोरिनेशन में, प्रदूषक इलेक्ट्रॉन स्वीकारक के रूप में कार्य करते हैं और प्रतिक्रियाओं की एक श्रृंखला में अंततः एथेन का उत्पादन करने के लिए पूरी तरह से कम हो जाते हैं। जैव उपचार में उपयोग बैक्टीरियल ऑर्गेनोहलाइड श्वसन का एक पारिस्थितिक रूप से महत्वपूर्ण पहलू टेट्राक्लोरोएथीन (पीसीई) और ट्राइक्लोरोएथीन (टीसीई) की कमी है; उच्च तंत्रिका और हेपेटोटॉक्सिसिटी के साथ मानवजनित प्रदूषक। पर्यावरणीय प्रदूषकों के रूप में उनकी उपस्थिति 1920-1970 के दशक से धातु-अपक्षयी एजेंटों के रूप में उनके सामान्य औद्योगिक उपयोग से उत्पन्न हुई। ये ज़ेनोबायोटिक यौगिक भूजल जलभृतों के तल पर आंशिक रूप से अघुलनशील परतें बनाते हैं जिन्हें घने गैर-जलीय चरण तरल (डी. एन. ए. पी. एल.) कहा जाता है, जो धीमी गति से, जलाशय जैसे तरीके से घुलनशील होते हैं, जिससे टी. सी. ई. और पी. सी. ई. सबसे आम भूजल प्रदूषकों में से एक बन जाते हैं। भूजल से टी. सी. ई. और पी. सी. ई. को हटाने के लिए आमतौर पर उपयोग की जाने वाली रणनीति उन्नत रिडक्टिव डीक्लोरिनेशन (ई. आर. डी.) के माध्यम से जैव उपचार का उपयोग है। ई. आर. डी. में डीहेलोरेस्पायरिंग बैक्टीरिया के इन-सीटू इंजेक्शन शामिल हैं, जो किण्वन योग्य कार्बनिक सब्सट्रेट के बीच इलेक्ट्रॉन दाताओं के रूप में कार्य करते हैं, जबकि दो प्रदूषक, टी. सी. ई. और पी. सी. ई., इलेक्ट्रॉन स्वीकारकों के रूप में कार्य करते हैं। यह पी. सी. ई. और टी. सी. ई. के अनुक्रमिक डीक्लोरिनेशन को हानिकारक सी. आई. एस.-डाइक्लोरोएथीन (डी. सी. ई.) और विनील क्लोराइड (वी. सी.) में सुविधाजनक बनाता है, जो तब हानिरहित एथीन में पूर्ण डीक्लोरिनेशन के लिए इलेक्ट्रॉन स्वीकारक के रूप में उपयुक्त होते हैं। विभिन्न वंशों में बैक्टीरिया की एक विस्तृत श्रृंखला में पीसीई और टी. सी. ई. को आंशिक रूप से सी. आई. एस.-डी. सी. ई. और वी. सी. में डीक्लोरिनेट करने की क्षमता होती है। इसका एक ऐसा उदाहरण मैग्नेटोस्पिरिलम बैक्टीरिया, स्ट्रेन एमएस-1 है, जो एरोबिक स्थितियों में पीसीई को सीआईएस-डीसीई में कम कर सकता है। हालाँकि, इन डॉटर सब्सट्रेट में उनके मूल यौगिकों की तुलना में अधिक विषाक्तता प्रोफ़ाइल होती है। इस प्रकार, सी. आई. एस.-डी. सी. ई. और वी. सी. का हानिरहित इथेन में प्रभावी डीक्लोरिनेशन पी. सी. ई. और टी. सी. ई.-दूषित जलभृतों के जैव उपचार के लिए महत्वपूर्ण है। वर्तमान में, डीहेलोकोकॉइड्स वंश के बैक्टीरिया एकमात्र ज्ञात जीव हैं जो पीसीई को पूरी तरह से एथेन में डीक्लोरिनेट कर सकते हैं। यह उनके विशिष्ट ट्रांसमेम्ब्रेन रिडक्टिव डीहैलोजेनेस (आर. डी. एस.) के कारण होता है जो सेलुलर ऊर्जा के लिए ज़ेनोबायोटिक प्रदूषकों पर क्लोरीन परमाणुओं का चयापचय करते हैं। विशेष रूप से, डीहेलोकोकॉइड्स वी. एस. और बी. ए. वी. 1 को विनील क्लोराइड आर. डी. एस. को अलग करता है, जो वी. सी. को हानिरहित इथेन में चयापचय करता है, जिससे उन्हें पी. सी. ई. और टी. सी. ई. के जैव उपचार में उपयोग की जाने वाली ई. आर. डी. प्रणालियों में आवश्यक प्रजातियां बनती हैं। यह भी देखें कि रिडक्टिव डीक्लोरिनेशन क्लोरोफ्लेक्सोटा डीहेलोकोकॉइड्स डीहलोबैक्टर संदर्भ आगे पढ़ने के लिए इलेक्ट्रोकैमिस्ट्री रेस्पिरेशन