Трансформация углеводородов.

Углеводороды представлены соединениями различной химиче­ской природы. Наибольшей устойчивостью обладают ароматиче­ские углеводороды — моноциклические (бензол, толуол, ксилол) и пол и циклические (нафталин, фенантрен, антрацен). Разложение их протекает в аэробных условиях, так как для разрыва арома­тического кольца необходим кислород. Под действием индуцибельных ферментов — оксигеназ в ароматическое кольцо включаются один или два атома кислорода, что приводит к образованию гидроксильных групп при одном или двух атомах углерода. Между этими двумя гидроксилированными атомами углерода и происходит обычно разрыв ароматического кольца (орторасщепление). Иногда разрыв ароматического кельца осуществляется между гидроксилированным атомом углерода и соседним с ним негидроксилированным (мета расщепление). Конечными продуктами при полном окислении ароматических углеводородов являются СО₂ и Н₂О.

ПРОЦЕССЫ ТРАНСФОРМАЦИИ АЗОТСОДЕРЖАЩИХ ВЕЩЕСТВ

Цикл трансформации азотсодержащих веществ представлен рядом взаимосвязанных процессов (рис. 30).

Аммонификация — процесс минерализации органических азот­содержащих веществ, сопровождающийся выделением аммиака. Ведут его различные группы микроорганизмов. В процессе жиз­недеятельности микроорганизмов часть наиболее сложных органи­ческих азотсодержащих веществ запасается в почве в виде гумуса. Аммонификация является принципиально важным процессом в цикле трансформации азота, в результате которого наша планета очищается от продуктов растительного, животного и микробно­го опада.

Нитрификация — процесс окисления аммиака до нитритов и нитратов. Осуществляют этот процесс нитрифицирующие бактерии в строго аэробных условиях.

Денитрификация — процесс восстановления нитритов и нитра­тов денитрифицирующими бактериями до свободного азота. Этот процесс вреден для сельского хозяйства, так как приводит к частич­ному выносу (приблизительно 20%) азота из почвы.

Биологическая фиксация молекулярного азота включает процессы фиксации молекулярного азота атмосферы свобод­но-живущими и симбиотическими формами микроорганизмов.

Аммонификация.

Процесс аммонификации белков заключается в следующем. Аммонифицирующие бактерии выделяют в среду протеолитические экзоферменты, катализирующие расщепление пептидных связей в молекулах белков с образованием более мелких оскол­ков полипептидов и олигопептидов. Последние относительно легко проникают через цитоплазматическую мембрану в бактериальную клетку, где расщепляются внутриклеточными ферментами пептидазами до аминокислот. Образующиеся аминокислоты непосред­ственно включаются в биосинтетические процессы микробной клетки либо служат одним из основных субстратов для процессов ката­болизма.

Разрушение аминокислот начинается с их дезаминнрования, т. е. с отщепления аминогруппы от молекулы аминокислоты, что приводит к выделению аммиака.

Дальнейшая судьба углеродсодержащих продуктов процесса дез-аминироваиия аминокислот может быть различна. Некоторые из них, такие, как пировиноградная, а-кетоглутаровая, щавелевоуксусная кислоты непосредственно включаются в процессы клеточ­ного метаболизма, остальные (большинство органических кислот) подвергаются последующей трансформации.

В аэробных условиях процесс дезаминирования аминокислот идет, как правило, энергично и завершается окислением углеродно­го остатка до конечных продуктов — углекислого газа, воды и сульфатов.

В анаэробных условиях некоторые аминокислоты подвергаются декарбоксилированию с образованием СО2 и первичных аминов. К числу последних относятся высокотоксичные соединения када­верин, путресцин и агматин, известные под названием трупных ядов:

Анаэробное сбраживание аминокислот сопровождается накоп­лением в среде специфических веществ с резким неприятным за­пахом — аммиака, сероводорода, индола и скатола. Поэтому в быту процесс анаэробной аммонификации белков получил назва­ние гниения.