Denitrifikace

Aktuální verze stránky ještě nebyla zkontrolována zkušenými přispěvateli a může se výrazně lišit od verze recenzované 19. prosince 2018; kontroly vyžadují 5 úprav .

Denitrifikace (redukce dusičnanů) je souhrn mikrobiologických procesů redukce dusičnanů na dusitany a dále na plynné oxidy a molekulární dusík. V důsledku toho se jejich dusík vrací do atmosféry a stává se pro většinu organismů nedostupným. Provádějí ji prokaryota ( bakterie i archaea ) a eukaryota [1] v anaerobních podmínkách a je spojena s jejich produkcí energie.

Za zmínku stojí především asimilační snížení dusičnanů, které vede k syntéze buněčných složek obsahujících dusík a je charakteristické pro všechny rostliny , mnoho hub a prokaryot, které mohou růst na médiu s dusičnany, ale není doprovázeno produkcí energie tyto organismy. Amonný a nitrátový dusík absorbovaný mikrobiálními buňkami je součástí organických polymerů buněčných složek obsahujících dusík a je dočasně odstraněn z cyklu dusíku, to znamená, že je imobilizován.

Biochemie procesu

Disimilační redukce dusičnanů je proces anaerobní respirace , to znamená využití dusičnanů a produktů jejich částečné redukce místo kyslíku k oxidaci látek (v různých mikroorganismech, organických i minerálních) při metabolismu s uvolňováním energie. Denitrifikace je proto anaerobní proces a je potlačován molekulárním kyslíkem při Eh nad +300 mV. Energetická účinnost procesu při redukci dusičnanů na molekulární dusík je asi 70 % aerobního dýchání pomocí kyslíku.

Proces probíhá ve fázích:

Reakce jsou katalyzovány nitrátreduktázou , dusitanreduktázou tvořící NO, reduktázou oxidu dusnatého a reduktázou oxidu dusnatého (hemioxid) reduktázou .

Pouze prokaryota mají schopnost provést celý proces a přijímat energii a všichni z nich jsou fakultativní anaeroby, přecházející na normální dýchání v přítomnosti kyslíku. Mnoho denitrifikátorů však má schopnost fixovat dusík (například Azospirillum lipoferum ). Některé bakterie mají pouze část enzymů a provádějí zkrácenou denitrifikaci.

Vylučování oxidu dusného eukaryoty

Houby včetně kvasinek a živočišné jaterní buňky jsou schopny uvolňovat N 2 O, zejména na médiích s dusitany. Tento proces však není spojen se získáváním energie a je prováděn za účelem detoxikace organismu od dusitanů. Eukaryotická disimilační dusitan reduktáza má řadu odlišností od svého prokaryotického protějšku: obsahuje pouze 1 aktivní centrum , není vázána na membránu a není inhibována acetylenem . Předpokládá se také, že uvolňování oxidu dusného aktinomycetami není spojeno s anaerobním dýcháním a je také důsledkem detoxikace, protože myceliální organizace těla je neslučitelná s adaptacemi na anaerobní podmínky existence.

Chemonitrifikace

V některých případech je možné uvolnit plynné sloučeniny dusíku i bez účasti mikroorganismů:

  1. RNH2 + HNO3 → ROH + H20 + N2 (pH>5)
  2. 6NH4 + 8HN02 - > 7N2 + 16H20 _
  3. 3HN02 + O2 → HNO3 + H20 + 2NO

Chemonitrifikace vysvětluje nárůst emisí oxidu dusného z půdy při jejím zahřátí nad 50 °C (přesto, že vrchol biologické denitrifikace klesá na 30-35 °C, minimum emisí oxidu dusného je načasováno na 45 °C C).

Význam

Denitrifikace, ke které dochází především v půdě , produkuje až 70-80 % emisí N 2 O ( oxid dusný , skleníkový plyn ) do atmosféry.

Viz také

Poznámky

  1. ↑ Alexandr Markov. Pokud není kyslík, lze dýchat dusičnany . Elements (12.09.2006). Staženo 13. prosince 2019. Archivováno z originálu 14. prosince 2019.

Literatura

  Přejděte na položku Wikidata  Slovníky a encyklopedie
V bibliografických katalozích