IV. TRAO ĐỔi CHẤT VĂ NĂNG LƯỢNG
4.2.2.Phđn giải câc hợp chất hữu cơ chứa Nitơ +Quâ trình amon hóa protein
+Quâ trình amon hóa protein
Dưới tâc dụng của vi sinh vật, protein được phđn giải để cho ra NH3 gọi lă quâ trình amon hóa protein.
Trong tự nhiín có rất nhiều loại vi sinh vật có khả năng sản sinh văo môi trường men protease (proteinase vă peptidase), chúng xúc tâc quâ trình thủy phđn liín kết peptid vă một số liín kết khâc lăm cho phđn tử protein được phđn giải. Khâc với câc loại protease của thực vật vă động vật protein của vi sinh vật thường lă men ngoại băo, có tính chuyển hóa rộng, căn cứ văo pH hoạt động của protease, người ta có thể chia lăm ba loại, loại acid trung tính vă kiềm.
Vi sinh vật phđn giải: có nhiều loại vi sinh vật có khả năng phđn giải protein: vi khuẩn hiếu khí, yếm khí, xạ khuẩn, nấm.
Cơ chế
Dưới tâc dụng của protease, protein được phđn giải thănh câc hợp chất đơn giản (polypeptid vă olipeptid). Câc chất năy tiếp tục phđn giải thănh acid amine nhờ tâc dụng của men peptidase ngoại băo. Câc acid amine năy sẽ được sử dụng một phần văo quâ trình sinh tổng hợp protein của vi sinh vật, một phần tiếp tục phđn giải để tạo ra NH3, CO2 vă nhiều sản phẩm trung gian khâc. Qúa trình phđn giải từ một protein đến câc acid amine lă một quâ trình phức tạp có thể diễn ra như sau:
R - CH(NH2) - COOH + 1/2 O2→ R -CO- COOH + NH3R - CH(NH2) - COOH + O2 → R - COOH + CO2 + NH3 R - CH(NH2) - COOH + O2 → R - COOH + CO2 + NH3 R - CH(NH2) - COOH + H2O → R - CHOH + CO2+ NH3 R - CH(NH2) - COOH + H2O → R - CO - COOH + NH3 R - CH(NH2) - COOH + 2H→ R-CH2 - COOH + NH3
Khi phđn giải câc acid amine chứa lưu huỳnh (cistin, cistein, methionin) vi sinh vật giải phóng ra khí H2S
HOOC - CH2NH - CH2 -SH + 2H2O → H2S +NH3+CH3COOH +HCOOH
Khi phđn giải triptophan một số vi sinh vật có thể sinh ra indol vă scaton có mùi thối.
+Quâ trình amon hóa urea
Vi khuẩn amon hóa urea thường thuộc loại hiếu khí hay kị khí không bắt buộc (Micrococcus ureae, Planosarcina ureae, Bacillus, Pasteurela,...). Chúng phât triển tốt trong môi trường trung tính hay hơi kiềm, chúng có men urease xúc tâc phđn giải urea thănh NH3, CO2, vă H2O
CO(NH2)2 + 2H2O urease→ (NH4)2CO3
(NH4)2CO3 → 2NH3 + CO2+H2O
+Quâ trình amon hóa uric
Uric lă một chất hữu cơ chứa trong nước tiểu. Chúng phđn giải thănh urea vă acid. Sau đó ure được tiếp tục phđn giải như trín.