I этап. Аммонификация

Участие микроорганизмов в круговороте азота

Азот – это второй из наиболее важных биогенных элементов. Прокариоты участвуют во всех этапах цикла азота.

Белки составляют большую долю живой биомассы. На долю белков приходится не менее 50% сухой массы клетки. Животные ткани богаты белками (50-80 %), в том числе структурными (образующими хрящи, связки, шерсть, когти и т.д.), содержание липидов – 10-15 %, полисахариды – 5-10 %, НК – 5 %.

При разложении микроорганизмами белков и других азотсодержащих соединений азот освобождается в виде аммиака.
Этот процесс называется аммонификацией или минерализацией азота. Иначе процесс аммонификацииназывают гниением.

Значительная часть белков попадает в почву с остатками отмерших растений, животных и микроорганизмов, где активно идут процессы минерализации азота.

В водоемах процессы минерализации отмершего планктона начинаются в водной массе, а образование аммиака наблюдается преимущественно в поверхностном слое ила.

Микроорганизмы, способные использовать белки и аминокислоты в качестве энергетического субстрата, относят к группе аммонифицирующих микроорганизмов (аммонификаторов).

Группа аммонифицирующих микроорганизмов представлена прежде всего Грам(+) спорообразующими аэробными бактериями рода Bacillus: B. subtilis, B. megaterium и др. Неспоробразующие аммонификаторы представлены бактериями родов Pseudomonas, Proteus, Micrococcus, Mycobacterium и др. В анаэробных условиях белки разлагают бактерии рода Clostridium. К разложению белков способны микроскопические грибы и актиномицеты.

Белки расщепляются вне клетки экзоферментами – протеазами. Протеазы катализируют разрыв пептидных связей. В результате образуются пептиды – отдельные фрагменты. Пептиды поглощаются клеткой и расщепляются внутриклеточными протеазами – пептидазами до отдельных аминокислот.

Аминокислоты могут использоваться в биосинтетических процессах для синтеза белка или в энергетическом обмене.

Аминокислоты подвергаются декарбоксилированию или дезаминированию.

1. Декарбоксилирование протекает без участия молекулярного кислорода:

R – CHNH₂ – COOH → R – CH₂NH₂ + CO₂

первичные амины

В результате декарбоксилирования выделяется СО₂ и образуются первичные амины – трупные яды. Первичные амины образуются при анаэробном разложении белка – в трупах, а также при гнилостных процессах в кишечнике.

2. Дезаминирование – это отщепление аминогруппы от аминокислоты в виде аммиака. Наиболее распространенный тип распада аминокислот – окислительное дезаминирование:

R – CHNH₂ – COOH + ½ O₂ → R – CO – COOH + NH₃

кетокислоты

Органические кислоты (кетокислоты), образующиеся при дезаминировании, включаются в клеточный метаболизм.

Дата добавления: 2015-07-13