Азот, Використання неорганічного азоту, Механізм надходження поживних речовин - Механізм
Азот необхідний бактеріям для синтезу амінокислот (білків), пуринових і пирим іди нових нуклеотидів, а також деяких вітамінів. Оскільки азот у всіх живих організмах міститься у відновленій формі, всі мінеральні форми азоту з більшим, ніж у аміаку, ступенем окисленості повинні бути відновлені.
Ряд мікроорганізмів здатний утилізувати азот лише з органічних сполук (аміногетеротрофи). Деякі мікроорганізми засвоюють азот у вигляді неорганічних форм (аміноаутотрофи). Однак багато мікроорганізмів здатні використовувати як органічний, так і мінеральний азот.
Використання неорганічного азоту
У природі атоми мінерального азоту існують різною мірою окисленості: від N5+ (N205, азотний ангідрид) до N3-(NH3, аміак). Ступінь засвоюваності мінеральних сполук азоту бактеріями визначається легкістю їх перетворення на аміак, оскільки він є найпростішим попередником високомолекулярних азоторганічних сполук. У цій групі бактерій можливі два різноспрямовані процеси: асиміляція (зв'язування мінеральних форм азоту в органічний матеріал) та дисиміляція (виділення газоподібних форм азоту).
* Асиміляційні процеси. Зв'язування мінеральних форм азоту відбувається в ході азотфіксації, асиміляції аміаку та асиміляційної нітратредукції.
Азотфіксація. Азотфіксуючі бактерії (наприклад, Rhizobiut, Azotobacter, Clostridium, Klebsiella та ін.) здатні утилізувати азот з атмосферного повітря, відновлюючи його до амонію за допомогою спеціального ферменту (нітрогеназа) у процесі, що називається азотфіксація.
Асиміляція аміаку. Більшість бактерій засвоює амоній під час асиміляції аміаку. Бактерії, що ростуть на середовищах з амонієм, можуть безпосередньо включати його ворганічні сполуки. Слід пам'ятати, що після споживання неорганічних солей амонійних в середовищі накопичуються аніони (SO4, Сl, H3PO4 та ін), що знижують рН середовища, що уповільнює зростання культур. Амонійні солі органічних кислот менш підкислюють середовище та більш сприятливі для зростання бактерій.
Асиміляційна нітратредукція. Переважна більшість бактерій та грибів, як і рослини, засвоюють нітрат у процесі асиміляційної нітратредукції. На першому етапі нітрати відновлюються до нітритів, цикл цих перетворень каталізує специфічний фермент - асиміляційна нітратредуктаза В. Другий етап представляє комплекс відновлювальних реакцій, що каталізуються нітритредуктазою, що призводить до утворення аміаку, який використовується для синтезу амінокислот та інших азотовмісних компонентів.
Механізм надходження поживних речовин
Екзоферменти, локалізовані на зовнішній стороні клітинної мембрани. У бактерій Е. можуть виділятися у зовнішнє середовище або перебувати між клітинною стінкою та клітинною мембраною.