Giáo trình Vi sinh vật học part 5

. Urea là chất hữu cơ chủ yếu trong nước tiểu của người và động. Trong urea có chứa 47% nitơ nhưng nếu không được vi sinh vật phân giải thành NH3 thì nguồn nitơ lớn lao này cũng trở thành vô ích đối với mọi thực vật. Rất nhiều vi khuẩn, xạ khuẩn, nấm sợi sống trong đất có khả năng phân giải mạnh mẽ urea. Đáng chú ý là các loài như Planosarcina urea, Micrococcus urea, Bacillus pasteurii, Proteus vulgaris... ...
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Giáo trình Vi sinh vật học part 5 123NH3..., các chất này có thể tham gia trực tiếp vào quá trình trao đổi chất vàtrao đổi năng lượng của tế bào. Urea là chất hữu cơ chủ yếu trong nước tiểu của người và động.Trong urea có chứa 47% nitơ nhưng nếu không được vi sinh vật phân giảithành NH3 thì nguồn nitơ lớn lao này cũng trở thành vô ích đối với mọithực vật. Rất nhiều vi khuẩn, xạ khuẩn, nấm sợi sống trong đất có khả năngphân giải mạnh mẽ urea. Đáng chú ý là các loài như Planosarcina urea,Micrococcus urea, Bacillus pasteurii, Proteus vulgaris... Quá trình phângiải urea xẩy ra rất đơn giản với sự xúc tác của urease: H2N- CO- NH2 + 2H2O (NH4)2CO3(NH4)2 CO3 ít bền vững do đó dễ dàng phân giải tiếp: (NH4)2CO3 2NH3 + CO2 + H2O NH3 sinh ra do sự phân giải hợp chất hữu cơ thường được ôxy hóathành NO2- và tiếp tục ôxy hóa đến NO3-. Phân đạm ((NH4)2SO4 hoặcNH4Cl) sau khi bón ruộng cũng nhanh chóng chuyển thành NO3-. Quátrình chuyển hoá này gọi là quá trình nitrate hóa. Quá trình này bao gồm 2giai đoạn: - Quá trình nitrite hóa được biểu thị bằng phương trình phản ứngsau: 2NH3 + 3O2 2HNO2 + 2H2O + Q Năng lượng sinh ra trong phản ứng này cũng được vi khuẩn nitritesử dụng để đồng hóa CO2 của không khí. Thực ra quá trình này trải quanhiều phản ứng trung gian và tạo nhiều sản phẩm trung gian, trong đó sảnphẩm trung gian quan trọng nhất là hydroxilamin (NH2OH). Enzyme xúctác cho việc chuyển hydro là các enzyme của quá trình hô hấp hiếu khí. Vikhuẩn nitrite là bọn tự dưỡng bắt buộc với các chi đại diện làNitrosomonas, Nitrosococcus, Nitrosospira và Nitrosocystis. - Quá trình nitrate hóa được biểu thị bằng phương trình sau: NO2- + O2 NO3- + Q Cũng như các vi khuẩn tự dưỡng hóa năng khác, năng lượng sinhtrong phản ứng ôxy hoá NO2- được sử dụng để đồng hóa CO2 không khí.Vi khuẩn nitrate hóa điển hình là các loài thuộc giống Nitrobacter. Đây lànhững tế bào hình bầu dục, kích thước khoảng 0,8-1,0μm, thuộc loại G-,không tạo bào tử, khuẩn lạc nhỏ bé và trong suốt. Ngoài ra còn có một sốgiống khác như Nitrococcus, Nitrospira... 124 6.2. Sự tổng hợp protein Ba quá trình chủ yếu trong việc biến đổi và truyền đạt thông tin ditruyền ở trong cơ thể là: - Sự nhân đôi DNA tạo ra 2 phân DNA giống nhau và giống vớiphân tử DNA “mẹ”. - Quá trình sao mã theo đó thông tin di truyền từ DNA được saosang RNA, sau đó được chuyển đến ribosome. - Quá trình dịch mã cho phép chuyển dịch thông tin di truyền thànhcác axit amin cấu trúc nên protein. Công nghệ di truyền cho phép giải mãtrật tự các nucleotide thành trật tự các axit amin đã được xác lập (h. 5.9). Hình 5.9 Sơ đồ sinh tổng hợp axit amin (theo Lehninger) 125 Phần lớn các vi sinh vật có khả năng tổng hợp 20 loại axit amin.Con đường tổng hợp axit amin ở vi sinh vật đã được nghiên cứu khá tỉ mỉ.Nguyên liệu dùng cho quá trình tổng hợp đó là những sản phẩm trung giannhư pyruvate, α - ketoglutarate, oxaloacetate, fumarate... Trong phần lớn trường hợp, nhóm amin được đưa vào giai đoạncuối cùng của sinh tổng hợp nhờ sự chuyển amin, một số acid amin đượchình thành nhờ hàng loạt biến đổi của các acid amin khác, trong trườnghợp đó không cần sự chuyển amin. Nhiều loại L - acid amin đã được sinhtổng hợp bằng con đường lên men nhờ vi sinh vật như lysine, glutamic,alanine, glycine... Hiện nay nhiều loại acid amin “tự nhiên” là sản phẩm của công nghệsinh học bằng cách thủy phân protein, tổng hợp hóa học hoặc sinh tổnghợp nhờ vi sinh vật. Trong nhiều trường hợp người ta phối hợp giữa tổnghợp hóa học và sinh tổng hợp, phương pháp này có nhiều ưu điểm là chocác dạng L - acid amin là dạng thường gặp trong cơ thể.7. Sự trao đổi lipid7.1. Sự phân giải lipid Lipid (ester phức tạp của glycerine và acid béo) và các chất sáp(ester phức tạp của acid béo và rượu bậc một) được nhiều vi sinh vật dùnglàm nguồn thức ăn và năng lượng. So với các cơ chất khác thì đây là loạicơ chất được đồng hóa với tốc độ chậm, quá trình này được thực hiện bởinhiều nhóm vi sinh vật khác nhau như vi khuẩn, xạ khuẩn, vi nấm Bước đầu tiên của quá trình đồng hóa lipid là sự phân giải thànhglycerine (hoặc rượu đơn nguyên tử) và các acid béo. Quá trình này đượcxúc tác nhờ lipase nội bào hoặc ngoại bào. Sau khi được phosphoryl hóa, glycerine sẽ được chuyển hóa theocon đường EMP, còn các acid béo đi vào chu trình β - ôxy hóa (hình5.10). Như vậy, cứ qua một vòng ôxy hóa hòan toàn chuỗi carbon của phântử acid béo lại mất đi 2C. Cứ tiếp tục như vậy thì toàn bộ c ...