Denitrifikacija
Denitrifikacija je mikrobno posredovani proces u kome nitrat biva redukovan, i ultimatno se formira molekularni azot () putem serije intermedijernih gasovitih azotno oksidnih produkata. Fakultativno anaerobne bakterije izvode denitrifikaciju kao vid respiracije kojom se redukuju oksidovane forme azota u responsu na oksidaciju elektronskih donora kao što je organska materija. Preferentni azotni akceptori elektrona u redosledu od najviše do najmanje termodinamički povoljnog su nitrat (), nitrit (-), azot-monoksid (), azotsuboksid (), što konačno rezultira u produkciji diazota () čime se kompletira azotni ciklus. Denitrifikujućim mikrobima pogoduju veoma niske koncentracije kiseonika, od manje od 10%, kao i organski -{C}- za energiju. Pošto denitrifikacija može da ukloni -, njegovim odlaganjem u podzemne vode, to se može strateški koristiti za tretman kanalizacije ili životinjskih ostataka sa visokim azotnim sadržajem. Denitrifikacija može da proizvodi , koji je jedna od supstanci koje uzrokuju oštećenja ozonskog omotača, i predstavlja gas staklene bašte koji može da ima znatan uticaj na globalno zagrevanje.
Proces se odvija prvesntveno posredstvom heterotrofnih bakterija (kao što su -{Paracoccus denitrificans}- i razni pseudomonadi),[1] mada su i autotrofni denitrifikatori isto tako bili identifikovani (e.g., -{Thiobacillus denitrificans}-).[2] Denitrifikatori su prisutni u svim glavnim filogenetičkim grupama.[3] Generalno nekoliko vrsta bakterija učestvuje u kompletnoj redukciji nitrata do , i više redukcionih puteva je poznato.[4]
Direktna redukcija od nitrata do amonijaka, proces poznat kao 'disimilatorna nitratna redukcija do amonijaka ili DNRA,[5] je isto tako moguća u organizmima koji imaju nrf-gen.[6][7] Ovo je manje zastupljeno od denitrifikacije u većini ekosistema kao način redukcije azota. Poznati su drugi mikrobni geni koji vrše denitrifikaciju uključujući -{nir}- (nitritnu reduktazu) i -{nos}- (nitro oksidnu reduktazu), između ostalih.[3] Organizmi koji sadrže te gene su -{Alcaligenes faecalis}-, -{Alcaligenes xylosoxidans}-, mnogi u -{Pseudomonas}- rodovima, -{Bradyrhizobium japonicum}-, i -{Blastobacter denitrificans}-.[8]
Pregled
Polureakcije
Denitrifikacija se generalno odvija putem neke kombinacije sledećih polureakcija, posredstvom enzima navedenih u zagradama:
- -{NO3− + 2 H+ + 2 e−→ Шаблон:Chem− + H2O}- (Nitratna reduktaza)
- -{ Шаблон:Chem− + 2 H+ + e− → NO + H2O}- (Nitritna reduktaza)
- -{2 NO + 2 H+ + 2 e− → Шаблон:Chem + H2O}- (Azto-monoksidna reduktaza)
- -{ Шаблон:Chem + 2 H+ + 2 e− → Шаблон:Chem + H2O}- (Azotsuboksidna reduktaza)
Kompletan proces se može izraziti kao neto balancirana redox reakcija, gde nitrat (-{NO3−}-) postaje potpuno redukovan do diazota (-{N2}-):
- -{2 NO3− + 10 e− + 12 H+ → N2 + 6 H2O}-
Reference
- ↑ Шаблон:Cite journal
- ↑ Baalsrud, K., and K. S. Baalsrud. 1954. Studies on Thiobacillus denitrificans. Archives of Microbiology 20:34-62.
- ↑ 3,0 3,1 Шаблон:Cite journal
- ↑ Atlas, R.M., Barthas, R. Microbial Ecology: Fundamentals and Applications. 3rd Ed. Benjamin-Cummings Publishing. Шаблон:Page
- ↑ 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.
- ↑ Шаблон:Cite journal
- ↑ 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."
- ↑ Шаблон:Cite journal