ДЕНІТРИФІКАЦІЯ ТА ВІДНОВЛЕННЯ НІТРАТУ

ПЕРЕНЕСЕННЯ ЕЛЕКТРОНІВ В АНАЕРОБНИХ УМОВАХ (АНАЕРОБНЕ ДИХАННЯ).

У результаті фосфорилювання, спряженого з перенесенням електронів у процесі дихання аеробних мікроорганізмів, утворюється набагато більше АТФ, ніж при субстратному фосфорилюванні, яке відбувається під час бродіння. Тому не дивно, що в процесі еволюції виник і зберігся такий тип метаболізму, у якому водень від органічного субстрату переноситься на "зв'язаний" кисень (нітрат, сульфат, карбонат та ін.); ці сполуки відновлюються воднем субстрату. Здатність переносити електрони на такі сполуки дає бактеріям змогу окиснювати субстрати без участі молекулярного кисню і одержувати більше енергії, ніж це можливо у процесі бродіння.

Такі бактерії мають систему транспорту електронів, містять цитохроми. Одержання енергії фосфорилюванням, спряженим з перенесенням електронів на такі термінальні акцептори, як нітрат, сульфат тощо, називають анаеробним диханням. Залежно від природи неорганічного акцептора водню розрізняють нітратне, сульфатне, карбонатне та інше дихання .

Мікроорганізми використовують нітрат:

1) для синтезу азотвмісних клітинних компонентів. Така асиміляційна нітратредукція може відбуватися як в аеробних, так і в анаеробних умовах;

2) для нітратного дихання (дисиміляцшна нітратредукція), при цьому нітрат в анаеробних умовах є термінальним акцептором водню (електронів).

В обох цих випадках нітрат спочатку відновлюється до нітриту за допомогою нітратредуктази. У процесі асиміляційної нітратредукції утворений нітрит відновлюється до аміаку за допомогою нітритредуктази, на що витрачається шість електронів. Електрони надходять від НАД(Ф)Н (у грибів і бактерій) або фередоксину (у рослин і деяких бактерій). Аміак використовується для синтезу клітинних компонентів.

Денітрифікуючі бактерії здатні відновлювати нітрат через нітрит до газоподібного закису азоту (N₂O) та азоту (N₂).Цей процес денітрифікації виявлений тільки у факультативних аеробів. Деякі денітрифікатори можуть рости, використовуючи як термінальний акцептор водню не тільки нітрат, а й нітрит, а також іноді й закис азоту. Представниками денітрифікуючих бактерій є ґрунтові бактерії, наприклад, бацили, Paracoccus denitrificans.

Збіднення ґрунту азотом внаслідок денітрифікації.Тимчасові втрати азоту на обмежених ділянках ґрунту пов'язані з діяльністю денітрифікуючих бактерій. Активно цей процес відбувається, коли в ґрунті створюються анаеробні умови (наприклад, застійне перезволоження), особливо при застосуванні у цей період органічних добрив і нітратів. Нітрит, який утворюється з нітрату у процесі денітрифікації, акумулюється в стічних водах, а також може потрапляти і в питну воду.

Значення денітрифікації у природі.Денітрифікація — єдиний біологічний процес, завдяки якому зв'язаний азот перетворюється на вільний молекулярний азот. З глобальної точки зору цей процес має вирішальне значення для збереження життя на земній суші. У ґрунтах і водоймах, які нормально аеруються, нітрат є кінцевим продуктом мінералізації. Завдяки своїй високій розчинності у воді і слабкому зв'язуванню ґрунтом нітрат-іони вимивались би з ґрунтів і накопичувались у морській воді. Це призвело б до того, що вміст молекулярного азоту в атмосфері почав би зменшуватися, і процеси росту рослин і продукції біомаси на суші кінець кінцем припинилися б.

Читайте також:

<== попередня сторінка	\|	наступна сторінка ==>
Утворення оцтової кислоти та оцтовокислі бактерії	\|	УТВОРЕННЯ СІРКОВОДНЮ У ПРОЦЕСІ ВІДНОВЛЕННЯ СУЛЬФАТУ

Не знайшли потрібну інформацію? Скористайтесь пошуком google:

Генерація сторінки за: 0.007 сек.