Среди органических соединений, составляющих клетку, первое место по количеству занимают белки — на их долю приходится не менее 50% сухой массы клетки. Значительная часть белков попадает в почву с остатками отмерших растений, животных и микроорганизмов. При разложении белков микроорганизмами азот освобождается в виде аммиака. Этот процесс называют аммонификацией, или минерализацией азота.

Белки могут разлагаться аэробными и анаэробными бактериями, актиномицетами, грибами. Особенно активны в этом отношении представители семейства Pseudomonadaceae рода Pseudomonas (Pseudomonas fluorescens, Ps. aeruginosa), семейства Bacillaceae рода Bacillus (Bacillus mycoides, Вас. cereus, Вас. subtilis) и рода Clostridium (Cl. sporogenes, Cl. putrificus) (рис. 32), семейства Enterobacteriaceae рода Proteus (Proteus vulgaris) и др.

В состав белков обычно входит 20 б-аминокислот. Аминокислоты в полимерной цепи белка располагаются таким образом, что конец одной аминокислоты связан с началом другой пептидной связью. Такие полимерные молекулы, называемые полипептидными цепями, могут содержать сотни аминокислотных звеньев, а белковая молекула состоит либо из одной, либо из нескольких полипептидных цепей. По составу белки подразделяются на простые и сложные. Простые белки при гидролизе дают только аминокислоты, а сложные — также и другие органические и неорганические продукты. Небелковую часть (не состоящую из аминокислот) молекулы сложного белка называют его простетической группой.

К сложным белкам относят нуклеопротеиды, липопротеиды, металлопротеиды и гликопротеиды.

Молекулы белков и большинства пептидов расщепляются ферментами вне клеток микроорганизмов, так как не могут проходить через их цитоплазматическую мембрану. Протеолитические ферменты (протеазы), выделяемые клетками микроорганизмов в окружающую среду, осуществляют гидролиз ряда пептидных связей в молекулах белков. Образующиеся при этом частицы белковой молекулы (полипептиды и олигопептиды) могут использоваться клетками микробов, в которых они разрушаются внутриклеточными протеолитическими ферментами — пептидазами до свободных аминокислот. Образовавшиеся при распаде белка аминокислоты идут на синтез белков клетки или подвергаются дальнейшему расщеплению.

Пути внутриклеточного или внеклеточного расщепления аминокислот различны. Возможны следующие процессы:

дезаминирование, происходящее путем отщепления аммиака:

окислительное дезаминирование:

восстановительное дезаминирование:

 

декарбоксилирование:

Образующиеся из белков аминокислоты минерализуются с различной скоростью. Некоторые из них (треонин, метионин) более устойчивы, другие, наоборот, весьма легко разлагаются (аргинин, триптофан).

После дезаминирования углеродный остаток подвергается воздействию микробов в аэробных или анаэробных условиях с образованием СО2 и различных органических соединений.

Если в среде имеются амиды, то они первоначально разлагаются до аминокислот, которые затем могут быть трансформированы тем или иным путем. Например, аспарагин под воздействием фермента аспарагиназы превращается в аспарагиновую кислоту:

(Н2N) CO CH2 CHNH2 COOH+H2O→NH3+HOOC CH2 CHNH2 COOH

При аэробной распаде белка основные конечные продукты этого процесса: СО2, аммиак, сульфаты и вода.

В анаэробных условиях при распаде белка образуется аммиак, амины, СО2, органические кислоты (жирные и ароматические – бензойная, ферулиновая и др.), меркаптаны, а также индол, скатол и сероводород, обладающие неприятным запахом.

При анаэробном разрушении белков могут образоваться токсические соединения, в частности первичные амины (диамины) - или птомаины, к числу которых относится кадаверин.

Кадаверин получается из лизина:

NH2CH2 (CH2)3CHNH2COOH →NH2CH2 (СН2)3СН2 NH2 + CO2

Накапливающиеся в анаэробных условиях в почве продукты разложения белков обладают фитотоксическими свойствами и нередко вызывают угнетение роста растений и снижение их урожайности.

При разрушении сложных белков, то есть соединений белка с веществами небелковой природы (липопротеидами, высокомолекулярными углеводами, нуклеиновыми кислотами и т. д.), сначала расчленяются основные компоненты — белок и связанная с ним простетическая группа. В дальнейшем эти соединения подвергаются более глубокой трансформации.

© 2015-2019 vseobiology.ru | При использовании материалов сайта - прямая ссылка на vseobiology.ru обязательна.

^ Наверх