Уреаза - ключовий фермент біодеградації сечовини, опублікувати статтю вак, ринц, міжнародний
Скопіюйте отформатированную бібліографічне посилання через буфер обміну або перейдіть по одній з посилань для імпорту в Менеджер бібліографій.
імпортувати
1 Кандидат технічних наук, 2 Кандидат хімічних наук, Полтаваскій Державний Аграрний Університет
Уреаза - КЛЮЧОВЕ ФЕРМЕНТ біодеградація СЕЧОВИНИ
Ключові слова: уреаза, сечовина, гідросфера.
Gizzatova G.L. 1. Shipaeva T.A. 2
1 PhD in Engineering, 2 PhD in Chemistry, Volgograd State Agrarian University
UREASE - A KEY ENZYME IN THE BIODEGRADATION OF UREA
This article shows the critical role of urease in animals and in the hydrosphere. Results of the study on natural water content of the "background urea", showed that the level of urea in water bodies ranges from 3.30 mol / l to 10.26 mmol / l.
Keywords: urease. urea. hydrosphere.
Якби в навколишньому середовищі були відсутні процеси деградації, руйнування сечовини, гідросфера Землі дуже швидко була б перенасичена цим азотистих шлаком. Однак в природі (грунті, воді і т. П.) Присутні мікроорганізми здатні виробляти фермент, активно гидролизующий надходить сечовину. Цей фермент, званий уреазой (систематичне назва: уреоамідогідролаза, шифр КФ 3.5.3.1), виконує воістину глобальну роль, каталізує реакцію:
Цю реакцію можна розглядати як процес екологічної мінералізації органічної азотистого шлаку; в результаті цього процесу водорозчинний нелеткий органічний субстрат - сечовина в результаті даної ферментної реакції трансформується в летючі продукти - аміак і діоксид вуглецю. Втім, треба зауважити, що основна маса утворилися продуктів не випаровується, а в нейтральному середовищі води і грунту взаємодіє між собою з утворенням переважно гідрокарбонату амонію. Останній засвоюється рослинами і мікроорганізмами, і утилізується як джерело азоту для біосинтезу протеїнів, нуклеїнових кислот та інших важливих азотистих біоорганічних компонентів рослин і мікробів. Іншими словами, в результаті уреазной реакції биотический поллютантами (сечовина) перетворюється в легкозасвоюваний нутрієнт (амонійну сіль) автотрофніорганізмів гідросфери.
При цьому досить велика кількість амонійного азоту трансформується ферментами ґрунтових мікроорганізмів з утворенням окислених форм азоту:. Останні особливо легко утилізуються рослинами для біосинтезу власних азотистих сполук, в тому числі рослинних протеїнів, які в свою чергу служать їжею для тварин, що перетворюють рослинний білок в сечовину. Виникає глобальний цикл кругообігу азоту (рис.1).
Рис.1. Кругообіг білкового азоту.
Взаємозв'язок тварин, рослин і бактерій.
1-гідроліз білків тварин;
2-гідроліз аргініну і освіту сечовини;
3-гідроліз сечовини бактеріями;
4-окислення аміаку бактеріями;
5-утилізація аміаку і діоксиду вуглецю в рослинах - синтез рослинних білків;
Примітка: У подвійних рамках - процес в організмі тварин; в овальних - бактеріальні процеси; жирні стрілки - биосинтетические реакції в растеніях.В зв'язку з важливою екологічною роллю ферменту уреази слід приділити деякий час характеристиці цього ферменту.
Уреаза широко поширена в світі мікроорганізмів, причому уреазний активність можна виявити як у сапрофитов, так і у патогенних мікробів. Зокрема, висока активність уреази у пологів Proteus, Staphycococcus.
Вельми цікаво, що висока активність уреази виявлена в насінні ряду рослин: соя, кінський біб, кавун. Не дивлячись на те, що уреаза була виявлена дуже давно і ще в 1926 році очищена (саме з рослинної джерела) і отримана в кристалічному вигляді (класичні роботи Сомнера), її функція у рослин до сих пір залишається незрозумілою [2].
Цілком очевидно, що тканини тварин не містять уреазу і, отже, не здатні розщеплювати сечовину; в іншому випадку це призвело б до утворення підвищених кількостей аміаку і до аміачним токсикозу в тканинах. Однак це зовсім не означає, що в організмі вищих тварин не провадиться ферментативний гідроліз сечовини. Він дійсно відбувається в тих компартаментах організму, які колонізовані мікроорганізмами: шлунково-кишковий тракт, особливо товстий кишечник, ротова порожнина, шкірні покриви.
Між іншим, поява уреазной активності в свіжої сечі свідчить про інфікування сечостатевого тракту.
В останні роки доведена роль уреазопозітівних гелікобактерій (Helicobacter pylori) у патогенезі виразкової хвороби шлунка і дванадцятипалої кишки і навіть розроблені на цій основі біохімічні тести для діагностики цих хвороб.
Показана дуже важлива роль уреази в так званому, рубцовом травленні у жуйних тварин. У них можлива часткова заміна цінного кормового протеїну на дешевий карбамід (сечовину).
Повертаючись до гідросферні екологічним системам, слід вказати, що уреазна активність мікроорганізмів природних вод хоча і виявляється, але знаходиться на відносно низькому рівні, на наш погляд, з трьох причин:
- через невисоку концентрації уреазной - позитивних мікроорганізмів природних водойм;
- через низьку фонової концентрації субстрату (сечовини);
- через можливе пригнічення мікробної уреази іонами важких металів і т. п.
У зв'язку з цим нами в зразках досліджуваної природної води завжди виявлялося кілька неразложившихся сечовини, «фонової» сечовини. Рівень сечовини в обстежених водоймах варіює від 3,30 мкмоль / л до 10,26 мкмоль / л. Відзначено незначні сезонні коливання рівня сечовини в природних водах.
- Дженкс В. Каталозі в хімії та ензимології. М. Наука, С. 45-73.
- Самнер Дж. Б. Хімія ферментів і методи їх досліджень. М. Хімія, 1948.С. 78-109.
- V. Jenks, Catalysis in chemistry and Enzymology. M. Nauka, 1963. P. 45-73.
- Sumner J. B. Chemistry of enzymes and methods of their research. M. Chemistry, 1948.With. 78-109.