Процеси амоніфікації як перший етап перетворення азоту

Одним із основних шляхів перетворення азоту в ґрунті є гниття, або розклад білків мікроорганізмами, який дістав назву процесу амоніфікації. Це складний багатофазовий процес, кінцеві результати якого залежать від будови й складу білка, умов, у яких відбувається розклад, і від збудників, що спричинюють його. Гниття білків починається з їхнього гідролізу під впливом протеолітичних ферментів, які виділяються мікроорганізмами в оточуюче середовище. Процесу амоніфікації піддаються не тільки білки, а й їхні похідні — пептони, пептиди, амінокислоти, а також нуклеїнові кислоти та їхні похідні — пуринові і піримідинові основи, сечовина, сечова кислота, складний азотовмісний цукор хітин і гумусові кислоти.

Первинними продуктами гідролізу білків є пептони і пептиди, які далі розщеплюються до кінцевих продуктів гідролізу — амінокислот, останні використовуються мікробами або перетворюються ними на аміак і інші сполуки залежно від природи самих амінокислот і ферментів мікроорганізмів. Перетворення амінокислот найчастіше відбувається через дезамінування. Наприклад, гідролітичне дезамінування супроводжується утворенням оксикислот і аміаку:

R - CHNH2COOH + Н2О → R - СНОНСООН + NH3.

Після дезамінування вуглецевий залишок перетворюється мікробами в аеробних або анаеробних умовах до утворення СО2 і різних органічних сполук. В аеробних умовах продукти розкладу білків повністю мінералізуються, утворюються СО2, Н2О, NH3, H2S, H2. В анаеробних умовах повної мінералізації проміжних продуктів розкладу амінокислот не відбувається. У цьому випадку поряд з СО2 і NH3 нагромаджуються різні органічні кислоти, спирти, аміни тощо.

При розкладі амінокислот ароматичного ряду утворюються проміжні продукти: фенол, крезол, скатол, індол, які мають дуже неприємний запах. Сірководень та його похідні — меркаптани — утворюються під час гідролізу сірковмісних амінокислот.

При амоніфікації білків

в анаеробних умовах можуть утворюватися і токсичні речовини, наприклад діаміни, до яких належать кадаверин і путресцин.

Амоніфікацію білків зумовлюють різні види аеробних і анаеробних мікроорганізмів. Особливо активними амоніфікаторами є представники роду Bacillus (В. subtilis, В. cereus, В. mycoides), Pseudomonas (P. fluorescens, P. aeruginosa), Clostridium (C. sporogenes, C. putrificus), Proteus vulgaris та інші.

Разом з бактеріями активну участь в амоніфікації білкових речовин беруть ґрунтові гриби й актиноміцети — Aspergillus, Penicillium, Mucor, Trichoderma, Cladosporium тощо. Оскільки амоніфікацію білків спричиняють різні групи мікроорганізмів, то вона може відбуватися в широкому інтервалі кислотності.

Рис. 4. Найпоширеніші спороносні бактерії-амоніфікатори та їхні колонії:

І — палички; II — колонії (1 — В. megaterium; 2 — В. subtilis; 3 — В. mycoides; 4 — В. mesentericus)

Амоніфікація гумусових сполук

— процес дуже повільний. Наприклад, у помірному кліматі протягом року розкладається приблизно 1—3% загального запасу ґрунтового гумусу. Амоніфікацію гумінових речовин мікробами можна зобразити такою спрощеною схемою: гумінові речовини + О2 → СО2 + Н2О +NH3. У цьому важливому процесі беруть участь аеробні і анаеробні мікроорганізми (рис. 4).

Розклад нуклеїнових кислот. Під впливом ферментів рибонуклеази і дезоксирибонуклеази, які синтезуються деякими видами грибів, актиноміцетів і бактерій, нуклеїнові кислоти розкладаються до мононуклеотидів. Останні під дією нуклеотидів розщеплюються на фосфорну кислоту, цукор, пуринові і піримідинові основи.

Подібні статті

Рослини – рятівники від радіації
Вплив рослин на організм людини Все живе на нашій планеті взаємно впливає один на одного. Тому вплив рослин на людський організм давно доведено. Серед судинних (вищих) рослин природної флори України й такі, введення яких в організм перед або під час ...

Розвиток хрящової тканини в онтогенезі безхвостих
З курсу загальної ембріології відомо, що в зиготі запрограмована можливість формування цілого організму. Першими розблоковуються гени, що зумовлюють здатність клітини до проліферації і регулюють загальний метаболізм клітин. В міру того, як ...