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

Комахи-запилювачі
Рослинні угруповання багаті квітковими рослинами, займають панівне становище в рослинному світі. Це значною мірою обумовлено особливостями їх будови та розмноження, а саме значною диференціацією клітин та видозмінами органів, редукцією гам ...

Концепція еволюції в біології
Поняття еволюції вживається в різних змістах, але здебільшого ототожнюється з розвитком. Усі чули про глобальну еволюцію Всесвіту, геологічну еволюцію й еволюцію живої природи. У всіх цих випадках під еволюцією мався на увазі процес тривалих, поступо ...