Аммонификация белков

Расщепление хитина

Аммонификация

- мочевины:

NH₂

½ уреаза, HOH

C=O --------------® CO₂ + H₂O + NH₃

½

NH₂

Возбудители: семейство Bacillaceae (рода Bacillus, Sporosarcina). Устойчивы к высокой концентрации мочевины – 2-12%. Гетеротрофы. Источник углерода – органические соединения. Факультативные анаэробы.

хитиназа, НОН

(C₆H₁₁O₄N)_n -----------------® nC₆H₁₁O₅NH₂

глюкозоамин

HOH

C₆H₁₁O₅NH₂ -------------® C₆H₁₂O₆ + NH₃

Возбудители: бактерии родов Achromobacter, Bacillus, Nocardia, плесневые грибы и актиномицеты.

См. Биохимические процессы…

В аэробных условиях аммоний окисляется – нитрификация.

O₂ O₂

NH₃ ---® NH₂OH ----® HNO -----® N₂O ------®HNO₂ +nАТФ

n O₂ o

HO-N=N-OH

Возбудители: род Nitrosomonas, Nitrospira (различной формы – вплоть до извитых палочек, размножаются почкованием. Почка образуется на полюсе клетки, она приобретает жгутик и отделяется. Потом клетка оседает на субстрат).

рН при данном процессе должно быть 8 – 8,8; концентрация NH₃ – не более 0,8 мг/л.

О₂

HNO₂ --------® HNO₃ + nАТФ

Возбудитель: род Nitrobacter (различной формы, размножаются почкованием).

Процесс окисления происходит на цитоплазматической мембране и перенос аммония происходит при помощи транслоказ (осуществляют процесс аэробы, хемосинтетики).

Гетеротрофная нитрификация

Имеет защитное значение.

H₂O₂ или ½ O₂

NH₃ ------------------® HNO₃

Возбудители: бактерии родов Achromobacter, Pseudomonas, плесневые грибы. Образуют 4,5 мг HNO₃ на 1 л в сутки. Допустимая концентрация нитритов и нитратов – 10 мг/л. В присутствии аммония образуются нитрозамины, являющиеся канцерогенами. Поэтому превращение NH₃ имеет защитное значение для микроорганизмов.

Денитрификация

Если нитриты и нитраты попадают в анаэробные условия, то под действием микроорганизмов они подвергаются восстановлению – происходит энергетическая (диссимиляционная) денитрификация.

2H 2H 2H 2H

HNO₃ -------® HNO₂ -------® HO–N=N-OH ------® NH₂OH --® N₂O --®

-H₂O азотноватистая гидроксиламин

Кислота

-------® N₂ + H₂O + nАТФ

-H₂O

Процесс протекает на мембранах и контролируется генами.

Возбудители: бактерии родов Bacillus, Pseudomonas (Ps. denitrificans), Rhodopseudomonas (класс Anoxyphotobacteria).

Ассимиляционная денитрификация:

2H

NO₃^- ------® NH₃

Образующийся NH₃ используется для синтеза аминокислот.

NH₃

RCOCOOH --------® NH₂-CH-COOH

½

R

Процесс протекает в цитоплазме клетки и требует большой затраты энергии.

Косвенная денитрификация:

Свободный азот образуется в результате взаимодействия нитритов или нитратов с различными органическими кислотами.

Процесс денитрификации для водоемов вреден (до 80% внесенной селитры – NO₃^- - микроорганизмы могут превратить в азот).

В водоемах протекает два пика интенсивной денитрификации:

- под слоем фотосинтеза;

- в придонном слое (поверхностном слое ила).

Следует различать процессы нитрификации и денитрификации. Это раздельные процессы, протекающие в различных условиях, и осуществляемые группами микроорганизмов, характеризующимися следующими параметрами (табл.)

	Нитрификация	Денитрификация
Отношение к кислороду	Облигатные аэробы	Факультативные анаэробы
Тип дыхания	Аэробный	Анаэробный
Акцептор электронов	O2	NO3^-, NO2^- и другие
Источник углерода	Автотрофы	Гетеротрофы
Источник энергии	Хемолитотрофы	Хемоорганотрофы
Таксономическая группа	Nitrosomonas, Nitrobacter	Различные группы; множество различных родов бактерий
Обратимость процесса	Обратимый	Не обратимый

Азотфиксация.

Это фиксация молекулярного азота. Чаще всего процесс идет по восстановительному пути.

2H 2H 2H

N º N -----® HN = NH ---® H₂N – NH₂ ---® 2 NH₃

диимин гидразин

Образующийся аммоний используется для синтеза аминокислот.

Возбудителями азотфиксации являются три группы микроорганизмов:

1) бактерии рода Clostridium

2) аэробные бактерии (семейство Azotbacteriaceae)

3) азотфиксаторы – симбионты (семейство Rhizobiaceae). У данных бактерий большая чувствительность к соединениям, которые выделяют в почву бобовые растения (внедрившись в них, бактерии теряют подвижность и синтезируют вещество, близкое к гемоглобину крови - леггемоглобин). На корнях бобовых растений образуются вздутия, в которых бактерии размножаются.

Азотистую форму поставляют растениям (могут вступать в симбиоз с ольхой, облепихой).

4) цианобактерии (аэробные фотосинтезирующие бактерии).

Дата добавления: 2015-07-13