загрузка...

Расщепление азотсодержащих соединений

Многие органические соединения содержат в своем составе азот. К азотсодержащим соединениям относятся такие жизненно важные вещества, как белки и нуклеиновые кислоты. Многие микроорганизмы способны расщеплять макромолекулы белков и нуклеотидов, хотя большинство из них предпочитает в качестве источника питания углеводы.

БЕЛКИ

Гидролиз белков осуществляется под действием протеолитических ферментов, расщепляющих молекулы белка на пептидные цепочки различной длины и отдельные аминокислоты. Микроорганизмы, не обладающие протеазами (например, молочнокислые бактерии), не способны использовать белки. После гидролиза продукты расщепления белковой молекулы становятся доступны и микроорганизмам, лишенным протеаз.

Аминокислоты разлагаются грибами, актиномицетами и бактериями с выделением свободного аммиака. По этой причине процесс называется аммонификацией. Наиболее активные аммонификаторы среди неспоровых бактерий—Proteus vulgaris (использующий белки даже лучше, чем углеводы) и различные виды рода Pseudomonas, а среди споровых—Bacillus mycoides, Вас. mesentericus, Вас. megaterium, Вас. subtilis (рис. 43).

Дезаминирование аминокислот может осуществляться при участии воды (гидролитическое дезаминирование) и при участии кислорода (окислительное дезаминирование). К реакции гидролитического дезаминирования способны и аэробы и анаэробы. Она протекает по схеме:

Рисунок

Рисунок

Окислительное дезаминирование свойственно только аэробам:

Рисунок

Рисунок

В результате дезаминирования аминокислоты могут также превращаться в кетокислоты и ненасыщенные кислоты:

Рисунок

Рисунок

При реакции с кстокислотами аминокислоты способны к переаминированию:

Рисунок

Рисунок

При дезаминировании аминокислот из аланина получается пировиноградная кислота, из глутаминовой—?-кетоглутаровая, из аспарагиновой—щавелевоуксусная. Эти три аминокислоты вовлекаются в цикл Кребса непосредственно, другие проходят ряд дополнительных превращений, но так или иначе все аминокислоты в аэробных условиях способны окисляться в этом цикле.

Выделение аммиака приводит к подщелачиванию среды.

Рисунок

Рисунок

Помимо кислот и аммиака, продуктом аммонификации является сероводород, а в анаэробных условиях—меркаптаны. При аммонификации триптофана образуются скатол и индол. Все эти продукты имеют неприятный запах, характерный для процессов гниения.

НУКЛЕИНОВЫЕ КИСЛОТЫ

Окисление нуклеиновых кислот начинается с их расщепления на отдельные нуклеотиды под влиянием ферментов нуклеаз. Нуклеиновые кислоты могут использоваться гораздо меньшим числом бактерий, чем белки. Бактерии, минерализующие нуклеотиды, высвобождают содержащиеся в них остатки фосфорной кислоты и тем самым обогащают почву фосфатами. Этот процесс особенно активно осуществляет Вас. megaterium var. phosphaticum, препарат которого даже применяется в качестве бактериального удобрения почвы. Азотистые основания нуклеотидов, пурины и пиримидины, разлагаются видами Mycobacterium, Corynebacterium, Nocardia и др. с образованием мочевины и органических кислот, которые затем минерализуются до аммиака, двуокиси углерода и воды.

МОЧЕВИНА И МОЧЕВАЯ КИСЛОТА

Мочевина и мочевая кислота содержатся в сточных водах в большом количестве. Они попадают туда с выделениями человека и животных, и, кроме того, мочевина образуется в результате окисления азотсодержащих органических соединений.

Мочевина разлагается бактериями, грибами и актиномицетами, обладающими ферментом уреазой. К. специфическим уробактерий ям относятся Micrococcus urea, Sarcina urea и др. Они могут переносить высокую щелочность среды и благодаря этой особенности перерабатывают большие количества мочевины. В результате гидролиза мочевины образуется аммиак и двуокись углерода:

Рисунок

Рисунок

Мочевая кислота гидролизуется микроорганизмами с образованием мочевины и тартроновой кислоты:

Рисунок

Рисунок

В дальнейшем продукты гидролиза полностью минерализуются.

<< | >>
Источник: Голубовская Э.К.. Биологические основы очистки воды. Учебное пособие. — М.: Высшая школа. — 268 с.. 1978

Еще по теме Расщепление азотсодержащих соединений:

  1. 79. Азотсодержащие гетероциклические соединения. Пиридин
  2. Глава IX. Расщепление органинеских соединений в аэробных условиях
  3. Глава VIII. Расщепление органических соединений в анаэробных условиях
  4. Анаэробное расщепление белков
  5. 6. Синдром "расщепленного мозга" при поражении мозолистого тела
  6. § 2. Расщепление «актив- ности» на совершенно раз личные понятия
  7. Восстановление соединений серы
  8. 7. Классификация органических соединений
  9. СОЕДИНЕННЫЕ ШТАТЫ АМЕРИКИ
  10. 3. Особенности органических соединений
  11. Важнейшие соединения азота
  12. Окисление соединений серы
  13. Окисление соединений марганца
  14. СОЕДИНЕННЫЕ ПРОВИНЦИИ У СЕБЯ ДОМА
  15. 3.2. Типы и механизмы соединений у Максима
  16. СОЕДИНЕННЫЕ ШТАТЫ АМЕРИКИ
  17. 6. Гомологические ряды органических соединений
  18. 3.4.5, Высшие соединения - ипостасны
  19. ЭКСПАНСИЯ СОЕДИНЕННЫХ ШТАТОВ АМЕРИКИ