Mikrobiologiya fani va uning vazifasi mikrobiologiya fanining qishloq xòjaligidagi ahamiyati

Metabolizm

Metabolik yo'llar nuqtai nazaridan sulfat reduktorlari prokaryotlarning juda xilma-xil guruhidir, shu jumladan sulfat nafas olish bilan birga ozuqaviy substratlarni dissimilyatsiya qilishning boshqa yo'llarini amalga oshirishga qodir bo'lgan vakillar. Ular shuningdek terminal elektron aktseptorlari fumarat (fumarat bilan nafas olish), nitratlar va nitritlar (denitrifikatsiya), temir temir (bezlar bilan nafas olish) va dimetil sulfoksidga aylanishi mumkin [4].

Ko'pgina turlar majburiy anaeroblar deb hisoblanadi, garchi bir qator vakillar uchun aerotolerans - kislorod mavjudligini o'tkazish qobiliyati ko'rsatilgan [5] [1]. Aerotolerant sulfat reduktorlari reaktiv kislorod turlarini (katalazalar, superoksid dismutazalar, peroksidazalar, superoksid reduktazalar) neytrallashtiruvchi fermentlarni, shuningdek, ATP sintezi bilan nafas olish zanjirida molekulyar kislorodni kimyoviy kamaytirishning turli usullarini qo'llaydi [5] [6]. Shunga qaramay, hatto kislorod bilan nafas olishga qodir sulfat reduktorlari ham aerob sharoitda o'sib, faol bo'lmagan holatga o'ta olmaydi [5].

Sulfatning dissimilyatsion qisqarishi (sulfat bilan nafas olish) uni olib boruvchi organizmni ximrofenik, ya'ni energiya manbai sifatida oksidlanish-qaytarilish reaktsiyalaridan foydalanadi. Bunda organik moddalar manbaiga nisbatan har xil sulfat reduktorlari avtotroflar va geterotroflar, nafas olish jarayonida oksidlangan substrat tabiatiga nisbatan esa litotroflar va organotroflar [1].

Organotrofik vakillar juda ko'p miqdordagi organik moddalarni oksidlaydi: metan (uglevodorodgacha oksidlanadi), uglevodlar, spirtlar, organik kislotalar (shu qatorda C18 gacha bo'lgan yog'li kislotalar), aminokislotalar va aromatik birikmalar [6]. Xususan, ba'zi bir sulfat reduktorlarining aromatik uglevodorodlarda o'sishi ularni tuproq va suv qatlamlarini benzol, toluol, ksilen, etilbenzol va boshqa ba'zi bir neft mahsulotlari bilan ifloslanishidan biologik tozalash uchun foydalanishga imkon beradi [2].

Ko'pgina litotrofik sulfat reduktorlari molekulyar vodorodning oksidlanishini amalga oshiradi. Ba'zi turlari uglerod oksidi va temirni oksidlashga qodir.

4CO + 4H2O → 4CO2 + 4H2 (-G = -80 kJ / mol) 4H2 + SO42− + 2H + → H2S + 4H2O (-G = -152 kJ / mol)

Ba'zi turlari fermentlanadi: piruvat atsetatdan, malat suktsinatdan, propionat va asetatdan, shakardan asetatga, etanoldan, laktatdan. Barcha holatlarda [nima?] CO2 va H2 ham hosil bo'ladi [1].

Sulfat nafasini tahrirlash

Asosiy maqola: Sulfat nafasi

Sulfat bilan nafas olishda elektronlarning oxirgi qabul qiluvchisi ko'p hollarda sulfat ionidir. Ba'zi turlar, sulfatdan tashqari, bu jarayonga boshqa oltingugurt birikmalarini (tiosulfat, sulfit, molekulyar oltingugurt) jalb qilishga qodir, ammo ba'zi tadqiqotchilar bu yo'llarni sulfat nafas olish bilan bog'liq emas. Xususan, oltingugurtning dissimilyatsion qisqarishi oltingugurtli nafas olish deyiladi.

Sulfat qaytarilishining yakuniy mahsuloti sulfid (S2−) bo'lib, oraliq moddalar sifatida sulfit (S032−) hosil bo'ladi. Jarayonda ishtirok etish uchun sulfat ATP molekulasi tomonidan faollashtirilib, adenozin fosfosulfat (APS) va pirofosfat (PFn) hosil bo'ladi. Bundan tashqari, APS tarkibidagi oltingugurt sulfit (S032−) va AMP hosil bo'lishi bilan kamayadi. Keyingi reaktsiyalar jarayonida prokaryotlarning turli turlarida sulfit quyidagi ikki usuldan biri bilan kamayadi:

1) SO32− → S2− + 3H2O + ΔmH2) SO32− → S3O62− → S2O32− → S2−

Ba'zi reaktsiyalar sitoplazmatik membrana bilan bog'liq bo'lgan oqsil va oqsil komplekslarida sodir bo'ladi. Bundan tashqari, proton gradyanining energiyasini sarflash bilan AMP va pirofosfatdan ATPni qayta tiklashga qodir ATP-difosfataza [en] mavjud deb taxmin qilinadi.

Sulfatning kamayishi qaytariladigan jarayondir. Bir qator sulfat reduktorlari energiya chiqarilishi bilan oraliq mahsulotlarning (sulfit, tiosulfat) sulfid va sulfatga nomutanosiblik reaktsiyalarini amalga oshirishi mumkin [6].