Диссимиляция сульфатов

Ассимиляция сульфата

Общие положения

Сера содержится в белках в форме аминокислот, входит в состав мо­лекул витаминов, коферментов. В природе сера претерпевает разнообразные химические и биологические превращения, переходя из неорганических соединений в органические и обратно. При разложении остатков животных, растений, микроорганизмов освобождаются серосодержащие аминокислоты, тиоспирты, тиофенолы, тиоэфиры, гетероциклические соединения, в которых сера находится в восстановленном состоянии. В цикле превращения серы участвуют разнообразные группы микроорганизмов (бактерии и архебактерии, аэробные и анаэробные, хемо- и фототрофы).

В аэробных условиях окислительные процессы серы и ее восстановленных неорганических и органических соединений осуществляют хемоавтотрофные прокариоты (серные, тионовые бактерии), а также некоторые типичные гетеротрофные бактерии родов Bacillus, Pseudomonas и др.

В анаэробных условиях сульфаты восстанавливаются до сероводорода узкоспециализированной группой облигатных анаэробов - сульфатредуцирующих бактерий. В анаэробных процессах участвуют фототрофные серные пурпурные и зеленые бактерии, осуществляющие бескислородный фотосинтез.

При ассимиляции сульфатов, как источника серы, происходит восстановление серы в процессах конструктивного метаболизма - ассимиляционная сульфатредущия. Биологическое закрепление растворимых сульфатов в микробных клетках называется также иммобилизацией серы.

Восстановление SO₃^2- S₂O₃^2- до S⁰ осуществляют облигатно анаэробные термофильные бактерии p.Clostridium. В восстановлении молекулярной серы до H₂S участ­вуют многие термоацидофильные строго анаэробные архебактерии.

Диссимиляционное восстановление сульфатов (диссимиляционная сульфатредущия, «сульфатное дыхание») - восстановление сульфата с образованием элементной серы и сероводорода в анаэробных условиях. Осуществляется облигатно анаэробными бактериями родов Desnlfovibrio, Desulfotomaculum, Desulfococcus и др. для окисления низкомолекулярных органических соединений или молекулярного водорода с использованием сульфата. Сульфатредуцирующие (или десульфатирующие) бактерии в круговороте се­ры играют роль, сопоставимую с ролью нитратредуцирующих бактерий в круговороте азота.

3. Участие микроорганизмов в круговороте фосфора

Круговорот фосфора с химической точки зрения является достаточно простым, так как фосфор встречается в живых организмах только в пятива­лентном состоянии в виде свободных фосфатных ионов (РО₄^3-) или в виде органических фосфатных компонентов клетки. Большая часть земных запасов фосфора находится в виде нерастворимых солей кальция, железа или алюминия. Фосфаты доступны для сухопутных организмов только благодаря непрерывному переводу нерастворимых фосфатных соединений в раствори­мые. В этом процессе микробам принадлежит ведущая роль. Кислые продукты метаболизма — органические и неорганические (например, азотная и серная) кислоты растворяют фосфат кальция; образуемый бактериями сероводород способствует растворению фосфатов железа.

Бактерии при минерализации органических остатков способствуют образованию растворимых соединений фосфора, усваиваемых растениями, а с растениями фосфорные соединения поступают в организм животных и человека.

Из разнообразных фосфорных микроорганизмов наибольший интерес представляют спорообразующие формы (вид Вас. megaterium var. phosphatiсит), так как они используются для приготовления бактериального удобрения фосфоробактерина. Полезное действие фосфорных микробов состоит еще в том, что они активизируют развитие других групп микроорганизмов: нитрификаторов и азотфиксаторов.

Дата добавления: 2014-01-05