CHEMO CHEM LITOTROFY LITOT PROCESY UTLENIANIA PROCESY UTLENIANIA ŹRÓDŁO H ŹRÓDŁO + i e i - ZWIĄZKI MINERALNE ZWIĄZKI MINERALN CHEMOLITOTROFY CHEM Bakterie nitryfikacyjne I etapu utleniające NH Bakterie nitryfikacyjne I etapu utleniające N 4 + Bakterie nitryfikacyjne II etapu utleniające NO Bakterie nitryfikacyjne II etapu utleniające N 2 - Bakterie utleniające H Bakterie utleniające 2S, S, S S, S, 2O3 -2 - , SO , 3 -2 - Bakterie utleniające H Bakterie utleniające 2 Bakterie utleniające CO Bakterie utleniające C Bakterie utleniające Bakterie utleniając Fe F +2, Sb+3, Mn M +2, CHEMOLITOTROFY CHEMOLITOT Bezwzględne tlenowce Bezwzględne tlenowc Przeważnie asymilacja CO Przeważnie asymilacja C 2 przez cykl Kelvina tj. przez cykl Kelvina tj karboksylację rybulozo – 1,5 – bisfosforanu karboksylację rybulozo – 1,5 – bisfosfo (niektóre reduktywny cykl TCA) (niektóre reduktywny cykl TCA Nieczynny proces glikolizy, cykl Krebsa, szlak Entnera- Nieczynny proces glikolizy, cykl Krebsa, szlak Entnera Doudoroffa Doudoroff Skrócony łańcuch oddechowy od poziomu cytochromu Skrócony łańcuch oddechowy od poziomu cytochrom a lub l c – tylko 1 fosforylacja oksydacyjna (z wyjątkiem – tylko 1 fosforylacja oksydacyjna (z wyjątkiem bakterii wodorowych) bakterii wodorowych) Gram ujemne (z wyjątkiem niektórych bakterii Gram ujemne (z wyjątkiem niektórych bakterii wodorowych i węglanowych) wodorowych i węglanow W celu pozyskania NADH W celu pozyskania NAD 2 potrzebna jest energia na potrzebna jest energia na przeniesie przeniesi 2H+ i 2e 2 - z cytochromów w przeciwnym z cytochromów w przeciwnym kierunku w łańcuchu oddechowym kierunku w łańcuchu oddechow O 2 2 H 2O CO C 2 NAD NA NADH NAD 2 O FAD FA Białko żelazowo-siarkowe Ubichinon (Koenzym Q) Cytochromy a, a 3, b, c, Cytochrom o 2H+, 2e- ADP + P ADP i ATP AT Utleniane związki Utleniane związki mineralne mineraln ATP AT ATP AT ADP + P ADP i ADP + P ADP i CHEMOLITOTROFY CHEMOLITOT CHEMOLITOTROFY CHEMOLITOT Thiobacillus ferrooxidans Thiobacillus ferrooxida 156 g Fe 156 g F 2+ Alcaligens Alcali 0,5 g H 2 Thiobacillus neapolitanus Thiobacillus neapolitan 30 g S 3 2O3 2- 2 Escherichia coli Escherichia col 2 g glukozy 2 g glukoz Nitrosomonas Nitrosomo
(…)
… jest przez jony
amonowe
CHEMOLITOTROFY
Bakterie nitryfikacyjne I i II etapu
Wzajemnie są od siebie zależne protokooperacja
Wzrost jest silnie hamowany cysteinę,
histydynę i metioninę oraz mannozę
Zdolne do wzrostu w obecności
pirogronianu, mannitolu, octanu, maślanu,
asparaginy i glukozy
Optymalny odczyn pH 7 - 8
CHEMOLITOTROFY
Rola bakterii nitryfikacyjnych
W glebie;
- azotany są łatwiej przyswajalne dla roślin…
… inhibitorów nitryfikacji,
CHEMOLITOTROFY
Uboczne skutki występowania azotynów i azotanów
Idealne inhibitory nitryfikacji,
- blokują utlenianie NH4+ nie blokują utleniania NO2- ,
- nie wpływają na inne mikroorganizmy oraz rośliny,
- nie są toksyczne dla ludzi i zwierząt w dawkach stosowanych w
warunkach polowych,
- są trwałe przez kilka tygodni,
- są ekonomicznie opłacalne,
Znane inhibitory nitryfikacji
- nitropiyrdyna (2 - chloro - 6 - (trójchlorometylo) - pirydyna)
- aminopirydyna (2 – amino – 4 – (chlorometylo) - pirydyna),
- dwucjanian dwuamidu,
- azydek potasu,
- tiomocznik,
- ST (2-sulfanil-amidwuthiazol),
CHEMOLITOTROFY
Nitryfikacja heterotroficzna
Nie jest źródłem energii – nie jest sprzężona ze wzrostem i produkcją
biomasy
Znane drobnoustroje chemoorganotroficzne zdolne do
nitryfikacji
- bakterie z rodzaju Arthrobacter,
- grzyby pleśniowe (Aspergillus, Pencillium, Fusarium),
CHEMOLITOTROFY
Bakterie siarkowe utleniające H2S, S, SO3-2
Gatunek
pH
Donor elektronów
Typ
Thiobacillus thiooxidans
2-5
S-2 , S2O3-2 , S
obl.-aut.
Thiobacillus ferrooxidans
2-6
Fe+2 , S2O3-2 , S
fak.-aut.
Thiobacillus thioparus
6-8
CNS- , S2O3-2 , S
obl.-aut.
Thiobacillus intermedius
2-6
S2O3-2 , S , glutamina
fak.-aut.
Sulfolobus acidocaldarius, Caldeariella acidophilla*
2-3
S , glutamina, pepton
fak.-aut.
* - gorące źródła, optymalna temperatura +70 - 75 oC, (toleruje +90oC)
Thiothrix spp., Thioploca spp, Beggiata spp.
2-6
S-2 , S2O3-2 ,
* - wody stojące, strefy przydenne, wzrost przy -1,5oC
obl.-aut.
CHEMOLITOTROFY
Bakterie siarkowe
Reakcje utleniania utleniające siarczków i tiocyjanianów (S+2)
W warunkach tlenowych
H2S…
…
CHEMOLITOTROFY
Bakterie siarkowe utleniające H2S, S, S2O3-2
Procesy zakwaszania wód w wyniku utleniania pirytów z hałd
kopalnianych
~ 3 mln ton kwasu siarkowego delta rzeki Ohio
CHEMOLITOTROFY
Bakterie siarkowe utleniające H2S, S, S2O3-2
Beggiatoa spp. pokrywająca ziarna
piasku na dnie jeziora
pH ~2,0
CHEMOLITOTROFY
Bakterie siarkowe utleniające H2S, S, S2O3-2
Bakterie siarkowe mogą być wykorzystywane…
... zobacz całą notatkę
Komentarze użytkowników (0)