Azotobacter
Azotobacter
Azotobacter sp.
| Reger | Bakterie |
|---|---|
| Afdeling | Proteobakterier |
| Klasse | Gammaproteobakterier |
| Bestille | Pseudomonadales |
| Familie | Pseudomonadaceae |
Beijerinck , 1901
Azotobacter er en slægt af bakterier, der tilhører klassen Gammaproteobacteria . Cellerne er ovale og relativt store (2-4 µm , op til 6 µm ). Disse bakterier er strenge aerober , heterotrofe og udviser evnen til at fiksereatmosfærisk kvælstof . I mangel af mad kan cellen omgive sig med en tyk tørkebestandig kuvert: cyste eller cyste. Disse er fyldt med poly-β-hydroxybutyrater (PHB), der bruges af bakterier under miljøbelastning som en kilde til energilagring.
Den Azotobacter kan isoleres fra jord og vand. I jorden er disse bakterier til stede i store mængder i rhizosfæren nær planterødderne.
Metabolisk aktivitet
Bakterier af slægten azotobacteraceae siges at være diazotrofe, det vil sige de kan fiksere atmosfærisk kvælstof, mens de er frie i modsætning til slægten Rhizobium, som skal være forbundet med bælgfrugter for at være i stand til at opnå denne fiksering. De er kemoorganotrofe, aerobe. Azotobacter vinelandii har flere specificiteter, herunder evnen til at fikse atmosfærisk kvælstof i nærvær af ilt.
For at gøre dette syntetiserer det et FeSII-protein , også kaldet Shethna-protein, som takket være dets aminosyrer lysin og histidin beskytter nitrogenase fra ilt . Imidlertid fikseres disse ikke-symbiotiske bakterier omkring 100 gange mindre atmosfærisk nitrogen end dem der er. For at fikse dette atmosfæriske kvælstof har de også brug for energi og en deraf følgende reducerende effekt. For at fiksere et gram nitrogen har de således brug for ca. 8 til 12 gram glucose, og disse tilvejebringes ved nedbrydning af organisk affald, som bakterier har i deres miljø. Symbiotiske bakterier har en fordel ved at fiksere kvælstof takket være det miljø, de findes i. Faktisk er rodknuder steder, der ikke er meget rige på ilt og er stærkt koncentreret i produktet af fotosyntese , hvilket er dobbelt gunstigt for dem. Sidstnævnte har også et molekyle, der beskytter nitrogenase fra iltets virkning: leghemoglobin.
En anden egenskab ved disse bakterier er, at de ikke syntetiserer en enkelt nitrogenase, men 3 forskellige typer nitrogenaser . Disse proteiner består af to proteindele kaldet dinitrogenase og dinitrogenase reductase. Den første indeholder jern og molybdæn (FeMo cofactor), som muliggør reduktion af molekylært kvælstof til ammoniak . Det er også dannet af en α 2 β 2 tetramer med α vejer 59 kDa og β 54 kDa. Den anden tillader dinitrogenase at fungere ved at overføre elektroner til den i nærværelse af ATP. Disse elektroner, for Azotobacter vinelandii , kommer fra et flavodoxin. Denne dinitrogenase reduktase er dannet af en γ 2 dimer med γ med en molekylvægt på 30 til 32 kDa. Dinitrogenasereduktasens elektroner transmitteres en efter en til FeMo-kofaktoren for dinitrogenase, og dette indtil den sidstnævnte kan reducere N2 på én gang . Du skal vide, at for at det skal fungere, tager det cirka 12 til 16 molekyler ATP for nitrogenase at binde et molekyle af dinitrogen. Der er en anden form, der indeholder vanadium (Vfe) i stedet for molybdæn (dog mindre effektiv end den, der indeholder molybdæn) og endda nitrogenaser, der kun indeholder jern (FeFe) i dets sammensætning. Denne er endnu mindre effektiv end de to andre. Men fra et genetisk synspunkt er strukturens gener af disse enzymer lidt forskellige, men tillader stadig syntesen af enzymer, der ligner den konventionelle.
Ligningen til assimilering af atmosfærisk nitrogen er som følger:
N 2 +8 e + 8H + + 16ATP → 2NH 3 + H 2 + 16ADP + 16Pi
Interesse for landbrug
At forstå disse bakteriers nitrogenfikseringsmekanisme er af interesse for landbruget, fordi Azotobacter deltager i jordgødskning.
- Azotobacter armeniacus
- Azotobacter beijerinckii
- Azotobacter chroococcum
- Azotobacter nigricans
- Azotobacter salinestris
- Azotobacter vinelandii