Автор работы: Пользователь скрыл имя, 21 Марта 2014 в 21:12, доклад
Только прокариоты способны использовать запасы азота, содержащиеся в атмосфере,-фиксировать молекулярный азот. Частью самостоятельно, а частью в симбиозе с высшими растениями они переводят инертный N2 в органические соединения и включают его (непосредственно или через растения) в белок, который в конечном счете попадает в почву. В результате связывания N2 клубеньковыми бактериями в симбиозе с растениями семейства бобовых почва ежегодно обогащается азотом в количестве 100-300 кг на 1 га. Свободноживущие азотфиксирующие микроорганизмы вносят в почву 1-3 кг азота на 1 га в год. Кроме того, значительные количества связанного азота могут попадать в почву из атмосферы с осадками.
NH3+ O2 + НАД Н2 à NH2OH + H2O + НАД+
Гидроксиламин далее ферментативно окисляется до нитрита.
Вторая фаза нитрификации сопровождается потерей 2 электронов. Окисление нитрита до нитрата, катализируемое молибденсодержащим ферментом нитритоксидазой, локализовано на внутренней стороне ЦПМ.
Нитрифицирующие бактерии обнаружены в водоемах разного типа и в почвах, где они, как правило, развиваются совместно с бактериями, жизнедеятельность которых приводит к образованию исходного субстрата нитрификации – аммика.
Денитрификация
У многих эубактерий конечным акцептором электронов дыхательной цепи служит нитрат. В наибольшей степени способность к денитрификации распространена у бактерий из родов Bacillus и Pseudomonas. Восстановление нитрата в системе реакций конструктивного метаболизма - ассимиляционная нитратредукция
Большинство денитрификаторов – хемоорганотрофы. Использование в качестве конечного акцептора электронов нитратов позволяет им окислять органические субстраты полностью по обычным катаболическим путям. Электронтранспортные цепи денитрификаторов в анаэробных условиях содержат все основные типы связанных с мембранами переносчиков: флавопротеины, хиноны, цитохромы типа b и c. Цитохромоксидазы в этих условиях не синтезируются.
Полный процесс денитрификации состоит из 4 восстановительных этапов, каждый из которых катализируется специфической мембрансвязанной редуктазой. Нитратредуктазы всех денитрификаторов структурно сходны между собой и катализируют восстановление нитрата до нитрита в соответствии с уравнением:
NO3 + 2e- + 2H+ à NO2- + H2O
С дыхательной цепью нитраредуктазы сопряжены на уровне цитохрома b Нитратредуктазы и , вероятно, редуктазы окиси и закиси азота акцептируют элестроны на уровне цитохрома с, осуществляя следующие реакции:
NO2- + e- + H+ à NO + OH-
2NO+ 2e- + H+ à N2O + H2O
N2O + 2e- + H+ à N2 + H2O
Все денитрифицирующие бактерии – факультативные анаэробы, переключающиеся на денитрификацию в отсутствии кислорода, поэтому их приспособление к анаэробным условиям – вторичного происхождения. Способность к денитрификации развивалась после сформирования механизмов использования кислорода как конечного акцептора электронов. Денитрифицирующие бактерии – обитатели пресных и морских водоемов, почв.