Anammox

Anammox este un proces metabolic care implică oxidarea amoniacului în condiții anoxice.

Diagrama celulei Brocadia anammoxidans, bacterie anammox.

Este caracteristic unor specii bacteriene aparținând încrengăturii de Planctomycetes. ^[1] Reacția generală a procesului este:

${\ce {NH4+ + NO2- -> N2 +2H2O}}$ ${\ displaystyle {\ ce {NH4 + + NO2- -> N2 + 2H2O}}}$ ${\ displaystyle {\ ce {NH4 + + NO2- -> N2 + 2H2O}}}$

Procesul anammox a fost teorizat, pe baza calculelor termodinamice, de către chimistul austriac Engelbert Broda , în 1977. ^[2] Cu toate acestea, a fost identificat într-un sistem viu abia în anii '90. ^[3]

Biochimie

Procesul se desfășoară în interiorul anamoxozomului , un organit celular real delimitat de o membrană extrem de densă - neobișnuită pentru bacterii, deoarece acestea sunt de obicei lipsite de membrane interne -, care previne difuzia intermediarilor toxici ai acestui proces. Lipidele care fac parte din această membrană sunt absolut specifice și specifice acestor bacterii. ^[4] În anammox, nitritul este redus la monoxid de azot (NO) de către enzima nitrit reductază. Reacția dintre NO și un ion de amoniu , catalizată de hidrazină hidrolază, duce la sinteza hidrazinei , ${\ce {N2H4}}$ ${\ displaystyle {\ ce {N2H4}}}$ ${\ displaystyle {\ ce {N2H4}}}$ . Acest compus este oxidat ulterior de hidrazin dehidrogenază, cu formarea de ${\ce {N2}}$ ${\ displaystyle {\ ce {N2}}}$ ${\ displaystyle {\ ce {N2}}}$ și electroni. Electronii intră în lanțul de transport al anamoxozomilor, ceea ce creează un gradient de protoni folosit pentru sinteza trifosfatului de adenozină . ^[1]

Ecologie

Deși procesul anammox era necunoscut la acea vreme, dovezile formării de azot gaz sunt înregistrate încă din anii 1930. ^[5] Cerința fundamentală pentru ca acest proces metabolic să aibă loc este prezența de amoniu și nitrați într-un mediu anoxic (fără oxigen ). În natură, nitritul este rezultatul metabolismului bacteriilor oxidante de amoniu, care oxidează amoniacul în nitrit. Aceste microorganisme trăiesc cu bacterii anammox în medii bogate în amoniac, cum ar fi canalizarea și apele uzate. Din acest motiv, a fost luată în considerare utilizarea acestor specii pentru tratarea apelor poluate ^[3] .

Notă

^ ^a ^b Michael T. Madigan, John M. Martinko, Kelly S. Bender, Danial H. Buckley, David A. Stahl, Brock. Biologia microorganismelor , Pearson.
^ Broda E, Două tipuri de litotrofe care lipsesc în natură , în Zeitschrift für Allgemeine Mikrobiologie , n. 17, 1977.
^ ^a ^b Mike SM Jetten, Marc Strous, Katinka T. van de Pas-Schoonen, Jos Schalk, Udo GJM van Dongen, Astrid A. van de Graaf, Susanne Logemann, Gerard Muyzer, Mark CM van Loosdrecht, J. Gijs Kuenen, Oxidarea anaerobă a amoniului , în FEMS Microbiology Reviews , n. 22, 1999.
^ Boumann HA; și colab., Proprietățile biofizice ale lipidelor membranare ale bacteriilor anammox: I. Fosfolipidele ladderane formează membrane fluide foarte organizate , în Biochim Biophys Acta. , 2009.
^ Allgeier, RJ, Peterson, WH, Juday, C. și Birge, EA, Fermentarea anaerobă a zăcămintelor lacului. , în Rev. Int. Hydrobiol , n. 26, 1932.

[:0-1] Michael T. Madigan, John M. Martinko, Kelly S. Bender, Danial H. Buckley, David A. Stahl, Brock. Biologia microorganismelor , Pearson.

[2] Broda E, Două tipuri de litotrofe care lipsesc în natură , în Zeitschrift für Allgemeine Mikrobiologie , n. 17, 1977.

[:1-3] Mike SM Jetten, Marc Strous, Katinka T. van de Pas-Schoonen, Jos Schalk, Udo GJM van Dongen, Astrid A. van de Graaf, Susanne Logemann, Gerard Muyzer, Mark CM van Loosdrecht, J. Gijs Kuenen, Oxidarea anaerobă a amoniului , în FEMS Microbiology Reviews , n. 22, 1999.

[4] Boumann HA; și colab., Proprietățile biofizice ale lipidelor membranare ale bacteriilor anammox: I. Fosfolipidele ladderane formează membrane fluide foarte organizate , în Biochim Biophys Acta. , 2009.

[5] Allgeier, RJ, Peterson, WH, Juday, C. și Birge, EA, Fermentarea anaerobă a zăcămintelor lacului. , în Rev. Int. Hydrobiol , n. 26, 1932.

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]