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微生物如何降解蛋白质

发布时间:2023-05-28 09:35:22

㈠ 污水中有机物通过生物降解产物为什么

1.耗氧污染物的微生物降解

耗氧污染物包括糖类、蛋白质、脂肪及其他有机物质(或其降解产物)。在细菌的作用下,耗氧有机物可以在细胞外分解成较简单的化合物。耗氧有机物质通过生物氧化以及其他的生物转化,变成更小、更简冲此单的分子的过程称为耗氧有机物质的生物降解。如果有机物质最终被降解成为二氧化碳、水等无机物质,就称有机物质被完全降解,否则称之为不彻底降解。

(1)糖类的微生物降解 糖类包括单糖、二糖、多糖。单糖如己糖(C6H12O6)——葡萄糖、果糖等和戊糖(C5H10O5)——木糖、阿拉伯糖等,二糖如蔗糖(C12H22O1l)、乳糖及麦芽糖,多糖如淀粉、纤维素[(C6H10O5)n]等。糖类是由C、H、O三种元素构成。

糖是生物活动的能量供应物质。细菌可以利用它作为能量的来源。糖类降解过程如下。

①多糖水解成单糖 多糖在生物酶的催化下,水解成二糖或单糖,而后才能被微生物摄取进入细胞内。其中的二糖在细胞内继续在生物酶的作用下降解成为单糖。降解产物中最重要的单糖是葡萄糖。

②单糖酵解生成丙酮酸 细胞内的单糖无论是有氧氧化还是无氧氧化,都可经过一系列酶促反应生成丙酮酸,这是糖类化合物降解的中心环节,又称糖降过程。其反应如下:

③丙酮酸的转化在有氧氧化的条件下了丙酮酸在乙酰辅酶A作用下转变为乳酸和乙酸等,最终氧化成二氧化碳和水:

在无氧氧化条件下丙酮酸往往不能氧化到底,只氧化成各种酸、醇、酮等,这一过程称为发酵。糖类发酵生成大量有机酸,使pH下降,从而抑制细菌的生命活动,属于酸性发酵,发酵具体产物决定于产酸菌种类和外界条件。

在无氧氧化条件下,丙酮酸通过酶促反应往往以其本身作受氢体而被还原为乳酸:

或以其转化的中间产物作受氢体,发生不完全氧化生成低级的有机酸、醇及二氧化碳等:

从能量角度来看,糖在有氧条件下分解所释放的能量大大超过无氧烂返条件下发酵分解所产生的能量。由此可见,氧对生物体有效地利用能源是十分重要的。

(2)脂肪和油类的微生物降解 脂肪和油类是由脂肪酸和甘油合成的醋,由C、H、O三种元素组成。脂肪多来自动物,常温下皇固态;而油多来自植物,常温下呈液态。脂肪和油类比糖类难降解,其降解途径如下。

①脂肪和油类水解成脂肪酸和甘油 脂肪和油类首先在细胞外经水解酶催化水解成脂肪酸和甘油:

②甘油和脂肪酸转化 甘油的降解与单糖降解类似,在有氧或无氧氧化条件下,均能被一系列的酶促反应转变成丙酮酸。丙酮酸经乙酰辅酶A的酶促反应,在有氧的条件终生成二氧化碳和水,而在无氧的条件下则转变为简单的有机酸、醇和二氧化碳等。

脂肪酸在有氧氧化条件下,经R-氧化途径(淡酸被氧化,使末端第二个碳键断裂)及乙酰辅酶A的酶促作用最后完全氧化成二氧散历迅化碳和水。在无氧的条件下,脂肪酸通过酶促反应,其中间产物不被完全氧化,形成低级的有机酸、醇和二氧化碳。

(3)蛋白质的微生物降解 蛋白质的主要组成元素是C、H、O和N,有些还含有S、P等元素。微生物降解蛋白质的途径如下。

①蛋白质水解成氨基酸 蛋白质相对分子质量很大,不能直接进入细胞内。所以,蛋白质由胞外水解酶催化水解成氨基酸,随后再进入细胞内部:

②氨基酸转化成脂肪酸 各种氨基酸在细胞内经酶的作用,通过不同的途径转化成相、应的脂肪酸,随后脂肪酸经前面所讲述的过程转化成二氧化碳和水:

总而言之,蛋白质通过微生物的作用,在有氧的条件下可彻底降解成为二氧化碳、水和氨,而在无氧氧化条件下通常是酸性发酵,生成简单有机酸、醇和二氧化碳等,降解不彻底。

在无氧氧化条件下,糖类、脂肪和蛋白质都可借助产酸菌的作用降解成简单的有机酸、醇等化合物。如果条件允许,这些有机化合物在产氢菌和产乙酸菌的作用下,可被转化成乙酸、甲酸、氢气和二氧化碳,进而经产甲烷菌的作用产生甲烷。复杂的有机物质这一降解过程,称为甲烷发酵或沼气发醉。一在甲烷发酵中一般以糖类的降解率和降解速率最高,其次是脂肪,最低的是蛋白质。

2.有毒有机物的生物转化与微生物降解

(1)石油的微生物降解 石油的微生物降解在消除烃环境污染方面,尤其是从水体和土壤中消除石油污染物方面具有重要的作用。

石油的微生物降解较难,且速率较慢,但比化学氧化作用快10倍左右。其基本规律—直链烃易于降解,支链烃稍难一些,芳烃更难,环烷烃的生物降解最困难。微生物降解石油污染物的化学过程以甲烷为例,反应如下:

碳原子数大于1的正烷烃,其最常见降解途径是:通过烷烃的末端氧化,或次末端氧化,或

㈡ 微生物是怎样降解有机物的

您问的其实是微生物的代谢过程,如下:
分解代谢

两大类型:包括两大类型,即分解代谢与合成代谢。

分解代谢(Catabolism)

又称“异化作用”:大分子物质可以降解成小分子物质,并在这个过程中产生能量。

分解代谢的三个阶段

第一阶段:将蛋白质、多凳卖糖及脂类等大分子营养物质降解成为氨基酸、单糖及脂肪酸等小分子物质;

第二阶段:将第一阶段产物进一步降解成更为简单的乙酰辅酶A、丙酮酸以及能进入三羧酸循环的某些中间产物,在这个阶段会产生一些ATP、NADH及FADH2;

第三阶段:通过三羧酸循环将第二阶段产物完全降解生成CO2,并产生ATP、NADH及FADH2。

第二和第三阶段产生的ATP、NADH及FADH2通过电子传递链被氧化,可产生大量的ATP

合成代谢

合成代谢(Anabolism)

又称“同化作用”,是指细胞利用简单的小分子物质合成简粗丛复杂大分子的过程,在这个过程中要消耗能量。

吸收:生物体从外界不断摄取各种营养物及能量等。

合成:合成代谢利用吸收各种营养物、中间代谢物与能量转化成自身的组成物等。

分解与合成代谢的关系

分解代谢与拦樱合成代谢两者密不可分。其各自的方向与速度受生命体内、外各种因素的调节以适应不断变化着的内、外环境。

复杂分子(有机物)经过分解代谢酶系和合成代谢酶系生成简单分子+ATP+[H] (有机或无机物)
ヽ(•̀ω•́ )ゝ

㈢ 微生物对于大分子营养物质如纤维素、蛋白质是怎样吸收的

微生物会分泌纤维素酶和蛋白酶将纤维素和蛋白质分解为小分子的葡萄糖和氨基酸后再吸收。

㈣ 蛋白质在单胃动物体内如何消化吸收

反刍动物真胃和小肠中蛋白质的消化和
吸收与单胃动物无差坦枝察异。但由于反刍动物瘤胃中微生物的作用,使反刍动物对蛋白质和含氮化合物的消化利用与单胃动物有很大的不同。
1.饲料蛋白质在瘤胃中的降解
饲料蛋白质进入瘤胃后,让茄一部分被微生物降解生成氨,生成的氨除用于微生物合成菌体蛋白外,其余的氨经瘤胃吸收,入门静脉,随血液进入肝脏合成尿素。合成的尿素一部分经唾液和血液返回瘤胃再利用,另一部分从肾排出,这种氨和尿素的合成和不断循环,称为瘤胃中的氮素循环。它在反刍动物蛋白质代谢过程中具有重要意义。它可减少食入饲料蛋白质的浪费,并可使食入蛋白质被细菌充分利用合成菌体蛋白,以供畜体利用

饲料蛋白质经瘤胃微生物分解的那一部分称瘤胃降解蛋白质
(RDP),不被分解的部分叫做非降解蛋白质(UDP)或过瘤胃蛋白。
饲料蛋白质被瘤胃降解的那部分的百分含量称降解率。各种饲料蛋白质在瘤胃中的降解率和降解速度不一样,蛋白质溶解性愈高,降解愈快,降解程度也愈高。例如,尿素的降解率为
100
%,降解速度也最快;酪蛋白降解率
90%,降解速度稍慢。搭拿植物饲料蛋白质的降解率变化较大,玉米为
40%,大多可达80%。

㈤ 微生物对有机污染物有哪些降解作用

微生物对有机污染物降解的作用如下:

  1. 耗氧污染物包括糖类、蛋白质、脂肪及其他有机物质(或其降解产物)。在细菌的作用下,耗氧有机物可以在细胞外分解成较简单的化合物。耗氧有机物质通过生物氧化以及其他的生物转化,变成更小、更简单的分子的过程称为耗氧有机物质的生物降解。如果有机物质最终被降解成为二氧化碳、水等无机物质,就称有机物质被完全降解,否则称之为不彻底降解。

  2. 原核微生物和真核微生物对多环芳烃的微生物降解都需要氧气的参与,产生氧化酶,加氧酶把氧原子加到C-C键上形成C-O键,再经过加氢、脱水等作用而使C-C键断裂,苯环数减少。多环芳烃苯环的降解取决于微生物产生加氧酶的能力,且由于酶对于多环芳烃的专一性,环境中的多环芳烃的多样性,多环芳烃的降解需要多种微生物的参与。

  3. 降解农药的微生物有细菌、真菌、放线菌、藻类等。细菌由于其生化上的多种适用能力以及容易诱发突变菌株从而占了主要的位置。

  4. 脂肪和油类是由脂肪酸和甘油合成的醋,由C、H、O三种元素组成。脂肪多来自动物,常温下皇固态;而油多来自植物,常温下呈液态。脂肪和油类比糖类难降解,其降解途径如下。

    ①脂肪和油类水解成脂肪酸和甘油 脂肪和油类首先在细胞外经水解酶催化水解成脂肪酸和甘油:

    ②甘油和脂肪酸转化 甘油的降解与单糖降解类似,在有氧或无氧氧化条件下,均能被一系列的酶促反应转变成丙酮酸。丙酮酸经乙酰辅酶A的酶促反应,在有氧的条件终生成二氧化碳和水,而在无氧的条件下则转变为简单的有机酸、醇和二氧化碳等。

  5. 蛋白质的微生物降解 蛋白质的主要组成元素是C、H、O和N,有些还含有S、P等元素。

  6. 石油的微生物降解 石油的微生物降解在消除烃环境污染方面,尤其是从水体和土壤中消除石油污染物方面具有重要的作用。

㈥ 在自然界中,蛋白质(如动物尸体等)是如何降解的,最终产物是什么

动物尸体等最终产物是二氧化碳和水,此外还有不少无机盐(修饰蛋白质用的金属离子)。【这期间还会还原性的氨,硫化氢,磷化氢等挥发,于是譬如墓地常见的鬼火,那就是磷化氢的杰作。】

这一步最先是由继续存活的细胞等完成的(请注意动物死亡,不等于全身上下所有细胞均告死亡)。此时由于血液(或者体液庆祥)供应停止,这些还存活着的细胞会开始进行无氧呼吸,在糖类,脂肪消耗殆尽后会开始蛋白质应答,蛋白质开始通过糖异生途径,作为供能物质!
随着副产品乳酸堆积,内环境PH显着改变,最后存活的细胞开始发生细胞膜破裂【一些脊椎尸体及部分无脊椎动物最初腐败,最开始会因为钙离子泵出停止,肌肉收缩,先出现尸僵,但当细胞膜破裂开始后,尸僵结束。】
接下来,那就主要是借助各种入侵的分解者(细菌,真菌及较低级的食腐生物)誉仿搏的酶来帮忙进行的。
【在这期间,尸体的埋藏条件又有所区别了,譬如碱性环境,会有脂肪等出来捣乱,他们发生皂化反应,形成尸蜡,覆盖于分解组织上,会改变尸体腐败降解速度。】
最终,容易分解的组织基本分解光了,剩下较难分解的骨骼,骨骼上还有少量蛋白质(胶原蛋白)这些蛋白质也被分解完全,则剩下的骨骼很快就会因侵蚀作用变为无机盐尘土。

当然,也有不少动物尸体不会完全分解成二氧化碳水无机盐,而会在复杂的地质作用下以烷烃,芳香烃,环烷烃等形式存在,也就是说最终保持着其有机物的形式……讲更明白点,就是石油。
也有不少动物尸体,分解到大郑胶原蛋白和骨骼这一步(也可以是其他类似骨质的东西,譬如软体动物的壳),这时一些矿物质会来填充骨质缝隙,并与羟磷灰石结合……这时这个动物的分解也会停止,最终形成的就是俗称的---化石!

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