bakteri nitrifikasi

bakteri nitrifikasiDari Wikipedia , ensiklopedia bebasLangsung ke : navigasi, cari
Bakteri nitrifikasi chemoautotrophic atau chemolithotrophs tergantung pada genera ( Nitrosomonas , Nitrosococcus , Nitrobacter , Nitrococcus ) bakteri yang tumbuh dengan mengkonsumsi senyawa nitrogen anorganik . [ 1 ] Banyak spesies bakteri nitrifikasi memiliki sistem membran internal yang kompleks yang merupakan lokasi untuk enzim kunci dalam nitrifikasi : amonia monooxygenase yang mengoksidasi amonia menjadi hidroksilamin , dan nitrit oksidoreduktase , yang mengoksidasi nitrit menjadi nitrat .isi

    1 Ekologi
    2 Oksidasi amoniak menjadi nitrat
        2.1 Langkah pertama nitrifikasi - mekanisme molekuler
        2.2 Langkah kedua nitrifikasi - mekanisme molekuler
        2.3 Karakteristik amonia dan nitrit bakteri pengoksidasi
            2.3.1 Bakteri nitrifikasi yang mengoksidasi amonia [ 3 ] [ 9 ]
            2.3.2 Bakteri nitrifikasi yang mengoksidasi nitrit [ 3 ] [ 9 ]
    3 Lihat juga
    4 Referensi
ekologi
Bakteri nitrifikasi tersebar luas di lingkungan , dan ditemukan dalam jumlah tertinggi di mana sejumlah besar amonia yang hadir ( daerah dengan dekomposisi protein yang luas , dan instalasi pengolahan limbah ) . [ 2 ] Bakteri nitrifikasi berkembang di danau dan sungai dengan masukan tinggi limbah dan air limbah karena kandungan amonia yang tinggi .Oksidasi amonia menjadi nitrat
Nitrifikasi di alam adalah proses dua langkah oksidasi amonium ( NH4 + atau amonia NH3 ) menjadi nitrat ( NO3 - ) dikatalisasi oleh dua kelompok bakteri di mana-mana . Reaksi pertama adalah oksidasi amonium menjadi nitrit oleh bakteri pengoksidasi amonium ( AOB ) diwakili oleh spesies Nitrosomonas . Reaksi kedua adalah oksidasi nitrit ( NO2 - ) menjadi nitrat oleh nitrit - bakteri pengoksidasi ( NOB ) , diwakili oleh spesies Nitrobacter [ 3 ] [ 4 ] .Langkah pertama nitrifikasi - mekanisme molekulerGambar 1 . Mekanisme molekuler oksidasi amonium dengan AOB
Oksidasi amonia dalam autotrophic nitrifikasi adalah proses yang kompleks yang memerlukan beberapa enzim , protein dan adanya oksigen . Enzim kunci, diperlukan untuk memperoleh energi selama oksidasi amonium menjadi nitrit adalah amonia monooxygenase ( AMO ) dan hidroksilamin oksidoreduktase ( HAO ) . Pertama adalah protein transmembran tembaga yang mengkatalisis oksidasi amonium ke hidroksilamin ( 1.1 ) mengambil dua elektron langsung dari kolam kuinon . Reaksi ini membutuhkan O2 . Pada langkah kedua ( 1,2 ) , yang trimerik multiheme c -jenis HAO mengkonversi hidroksilamin menjadi nitrit dalam periplasm dengan produksi empat elektron . Aliran empat elektron disalurkan melalui sitokrom c554 ke sitokrom membran C552 . Dua dari elektron yang diarahkan kembali ke AMO , di mana mereka digunakan untuk oksidasi amonia (kolam kinol ) . Istirahat dua elektron yang digunakan untuk menghasilkan kekuatan motif proton dan mengurangi NAD ( P ) melalui transportasi terbalik elektron . [ 5 ]

    NH3 + O2 → NO -
    2 + 3H + + 2e - ( 1 )
    NH3 + O2 + 2H + + 2e - → NH2OH + H2O ( 1.1 )
    NH2OH + H2O → NO -
    2 + 5H + + 4e - ( 1.2 )
Langkah kedua nitrifikasi - mekanisme molekuler
Nitrit diproduksi di langkah pertama autotrophic nitrifikasi dioksidasi menjadi nitrat oleh nitrit oksidoreduktase ( NXR ) ( 2 ) . Ini adalah molybdoprotein besi-sulfur membran terkait , dan merupakan bagian dari rantai transfer elektron yang saluran elektron dari nitrit menjadi molekul oksigen . Mekanisme molekul nitrit oksidasi kurang dijelaskan dari amonium oksidasi . Dalam penelitian baru (misalnya Woźnica A. et al . , 2013) [ 6 ] mengusulkan model hipotesis baru NOB elektron rantai transportasi dan mekanisme NXR ( Gambar 2 . ) . Perlu dicatat bahwa , berbeda dengan model sebelumnya [ 7 ] tindakan NXR di luar membran plasma , langsung berkontribusi terhadap didalilkan oleh Spieck [ 8 ] Mekanisme dan rekan kerja dari generasi gradien proton . Namun demikian , mekanisme molekuler oksidasi nitrit adalah pertanyaan terbuka .

    NO -
    2 + H2O → NO -
    3 + 2H + + 2e - ( 2 )
Karakteristik amonia dan nitrit bakteri pengoksidasiBakteri nitrifikasi yang mengoksidasi amonia [ 3 ] [ 9 ]Genus filogenetik kelompok DNA ( mol % GC ) Karakteristik HabitatNitrosomonas Beta 45-53 Tanah , air limbah, air tawar , pendek panjang batang Gram -negatif Kelautan , motil ( flagela polar ) atau nonmotile , sistem membran periferNitrosococcus Gamma 49-50 Freshwater , Kelautan coccus besar, motil , membran vesikular atau periferNitrosospira Beta 54 Spirals Tanah, motil ( flagela peritrichous ) , tidak ada sistem membran yang jelasNitrosolobus Beta 54 pleomorfik Tanah , lobular , sel compartmented , motil ( flagela peritrichous )Bakteri nitrifikasi yang mengoksidasi nitrit [ 3 ] [ 9 ]Genus filogenetik kelompok DNA ( mol % GC ) Karakteristik HabitatNitrobacter Alpha 59-62 Tanah , Air Tawar , batang pendek Laut , berkembang biak dengan tunas , sesekali motil ( flagela subterminal tunggal) atau non - motil , sistem membran diatur sebagai kutubNitrospina Delta 58 Marinir Panjang , batang ramping , nonmotile , ada sistem membran yang jelasNitrococcus Gamma 61 Laut Besar cocci , motil ( satu atau dua subterminal flagela) sistem membran secara acak diatur dalam tabungNitrospira Nitrospirae 50 Laut, Tanah Helical sel vibroid berbentuk ; nonmotile , tidak ada membran internal