Денитрификација
Денитрификација је микробно посредовани процес у коме нитрат бива редукован, и ултиматно се формира молекуларни азот () путем серије интермедијерних гасовитих азотно оксидних продуката. Факултативно анаеробне бактерије изводе денитрификацију као вид респирације којом се редукују оксидоване форме азота у респонсу на оксидацију електронских донора као што је органска материја. Преферентни азотни акцептори електрона у редоследу од највише до најмање термодинамички повољног су нитрат (), нитрит (-), азот-моноксид (), азотсубоксид (), што коначно резултира у продукцији диазота () чиме се комплетира азотни циклус. Денитрификујућим микробима погодују веома ниске концентрације кисеоника, од мање од 10%, као и органски C за енергију. Пошто денитрификација може да уклони -, његовим одлагањем у подземне воде, то се може стратешки користити за третман канализације или животињских остатака са високим азотним садржајем. Денитрификација може да производи , који је једна од супстанци које узрокују оштећења озонског омотача, и представља гас стаклене баште који може да има знатан утицај на глобално загревање.
Процес се одвија првеснтвено посредством хетеротрофних бактерија (као што су Paracoccus denitrificans и разни псеудомонади),[1] мада су и аутотрофни денитрификатори исто тако били идентификовани (е.г., Thiobacillus denitrificans).[2] Денитрификатори су присутни у свим главним филогенетичким групама.[3] Генерално неколико врста бактерија учествује у комплетној редукцији нитрата до , и више редукционих путева је познато.[4]
Директна редукција од нитрата до амонијака, процес познат као 'дисимилаторна нитратна редукција до амонијака или ДНРА,[5] је исто тако могућа у организмима који имају нрф-ген.[6][7] Ово је мање заступљено од денитрификације у већини екосистема као начин редукције азота. Познати су други микробни гени који врше денитрификацију укључујући nir (нитритну редуктазу) и nos (нитро оксидну редуктазу), између осталих.[3] Организми који садрже те гене су Alcaligenes faecalis, Alcaligenes xylosoxidans, многи у Pseudomonas родовима, Bradyrhizobium japonicum, и Blastobacter denitrificans.[8]
Преглед уреди
Полуреакције уреди
Денитрификација се генерално одвија путем неке комбинације следећих полуреакција, посредством ензима наведених у заградама:
- NO3− + 2 H+ + 2 e−→ NO
2− + H2O (Нитратна редуктаза) - NO
2− + 2 H+ + e− → NO + H2O (Нитритна редуктаза) - 2 NO + 2 H+ + 2 e− → N
2O + H2O (Азто-моноксидна редуктаза) - N
2O + 2 H+ + 2 e− → N
2 + H2O (Азотсубоксидна редуктаза)
Комплетан процес се може изразити као нето баланцирана редоx реакција, где нитрат (NO3−) постаје потпуно редукован до диазота (N2):
- 2 NO3− + 10 e− + 12 H+ → N2 + 6 H2O
Референце уреди
- ^ Царлсон, C. А.; Инграхам, Ј. L. (1983). „Цомпарисон оф денитрифицатион бy Псеудомонас стутзери, Псеудомонас аеругиноса, анд Парацоццус денитрифицанс”. Аппл. Енвирон. Мицробиол. 45: 1247—1253.
- ^ Баалсруд, К., анд К. С. Баалсруд. 1954. Студиес он Тхиобациллус денитрифицанс. Арцхивес оф Мицробиологy 20:34-62.
- ^ а б Зумфт, W Г. (1997). „Целл биологy анд молецулар басис оф денитрифицатион”. Мицробиологy анд Молецулар Биологy Ревиеwс. 61 (4): 533—616. ПМЦ 232623
. ПМИД 9409151.
- ^ Атлас, Р.M., Бартхас, Р. Мицробиал Ецологy: Фундаменталс анд Апплицатионс. 3рд Ед. Бењамин-Цуммингс Публисхинг. ISBN 978-0-8053-0653-8.
- ^ An, S., and W. S. Gardner. 2002. Dissimilatory nitrate reduction to ammonium (DNRA) as a nitrogen link, versus denitrification as a sink in a shallow estuary (Laguna Madre/Baffin Bay, Texas). Marine Ecology Progress Series 237:41-50.
- ^ Kuypers, MMM; Marchant, HK; Kartal, B (2011). „The Microbial Nitrogen-Cycling Network”. Nature Reviews Microbiology. 1 (1): 1—14. PMID 29398704. doi:10.1038/nrmicro.2018.9.
- ^ Spanning, R., M. Delgado, and D. Richardson. 2005. "It is possible to encounter DNRA when your source of carbon is a fermentable substrate, as glucose, so if you wanna avoid DNRA use a non fermentable substrate. The Nitrogen Cycle: Denitrification and its Relationship to N2 Fixation. стр. 277-342."
- ^ Liu, X.; Tiquia, S. M.; Holguin, G.; Wu, L.; Nold, S. C.; Devol, A. H.; Luo, K.; Palumbo, A. V.; Tiedje, J. M.; Zhou, J. (2003). „Molecular Diversity of Denitrifying Genes in Continental Margin Sediments within the Oxygen-Deficient Zone off the Pacific Coast of Mexico”. Appl. Environ. Microbiol. 69 (6): 3549—3560. doi:10.1128/aem.69.6.3549-3560.2003.
