WikiDer > Comammox

Comammox

Comammox (COMplete AMMonia OXidiser) - это имя, приписываемое организму, который может преобразовывать аммиак в нитрит а затем в нитрат через процесс нитрификация.[1] Традиционно считается, что нитрификация представляет собой двухэтапный процесс, при котором аммиакокисляющие бактерии и археи окисляют аммиак до нитрита, а затем нитритокисляющие бактерии превращаются в нитрат.[2][3] Полная конверсия аммиак в нитрат одним микроорганизм был впервые предсказан в 2006 году.[1] Приблизительно десять лет спустя в пределах рода было обнаружено присутствие микроорганизмов, которые могли выполнять оба процесса преобразования. Нитроспира, и азотный цикл был обновлен.[4][5] Внутри рода Нитроспира, основные экосистемы comammox в основном встречаются в естественных водоносных горизонтах и ​​искусственно созданных экосистемах.[6]

Comammox Нитроспира Бактерии

Полная нитрификация окисляющегося аммиака до нитрата энергетически выгодна для Нитроспира.[5] Благодаря предыдущему исследованию, проведенному на Нитроспира, считалось, что все Нитроспира используют нитриты в качестве источника энергии.[1] Следовательно, комаммокс Нитроспира не были обнаружены до 2015 года.[5] Все обнаружено нитрификаторы принадлежат к подлинии II рода Нитроспира.[3] В геном нитрификации хемилитоавтотрофный бактерия из рода Нитроспира кодирует окисление аммиака и нитрита.[5] Гены, связанные с ростом за счет окисления аммиака до нитрата: аммиачная монооксигеназа и гидроксиламиндегидрогеназы гены (например, амоА ген и кластер хао).[5] Это показывает, что полная нитрификация Нитроспира служат краеугольными камнями микробных сообществ, циркулирующих по азоту в окружающей среде. Спустя почти два года после открытия организмов комаммокса, Nitrospira inopinata был первым полным нитрификатор быть изолированным в чистой культуре.[7] Кинетический и физиологический анализ Nitrospira inopinata продемонстрировал, что это полное нитрификатор имеет высокое сродство к аммиаку, медленную скорость роста, низкую максимальную скорость окисления аммиака и высокий выход.[7][6] Открытие комаммокса Нитроспира дает представление о модульной эволюции азотный цикл и расширяет сложность эволюционной истории нитрификация.[5]

Экосистема Comammox

Комаммокс был обнаружен во многих экосистемах, включая природные. пресная вода и наземные экосистемы. Кроме того, использование инженерных экосистем для комаммокса может быть использовано для аммоний удаление во время воды и очистки сточных вод.[3] Комаммокс был обнаружен во многих инженерных системах, включая аквакультура биофильтрация установки, системы очистки и распределения питьевой воды, и очистки сточных вод растения.[3] [6] Рост комамокса в этих искусственно созданных экосистемах происходит одновременно с аммиакокисляющие бактерии и / или архей, и обычно их больше, чем других прокариот, окисляющих аммиак.[3][6] Экосистема комаммокса в настоящее время неизвестна с точки зрения биогеография включая их распределение и численность из-за влияний конфигурации процесса и химического состава очищенных сточных вод.[3][6] После этих выводов было установлено, что комаммокс Нитроспира в инженерных средах, что делает комаммокс идеальным микроорганизмом для использования в очистки сточных вод процессы.[3]

Рекомендации

  1. ^ а б c Коста, E; Перес, Дж; Kreft, JU (май 2006 г.). «Почему метаболический труд делится на нитрификацию?». Тенденции в микробиологии. 14 (5): 213–9. Дои:10.1016 / j.tim.2006.03.006. PMID 16621570.
  2. ^ Виноградский, Серж (1892). «Вклад в морфологию организмов нитрификации». Arch. Sci. Биол. 1: 87–137.
  3. ^ а б c d е ж грамм Лоусон, Кристофер Э; Люкер, Себастьян (2018-04-01). «Полное окисление аммиака: важный контроль над нитрификацией в инженерных экосистемах?». Текущее мнение в области биотехнологии. Энергетическая биотехнология • Экологическая биотехнология. 50: 158–165. Дои:10.1016 / j.copbio.2018.01.015. ISSN 0958-1669. PMID 29414055.
  4. ^ ван Кессель, Массачусетс; Speth, DR; Альбертсен, М; Нильсен, PH; Op den Camp, HJ; Картал, Б; Jetten, MS; Lücker, S (26 ноября 2015 г.). «Полная нитрификация одним микроорганизмом». Природа. 528 (7583): 555–9. Bibcode:2015Натура.528..555В. Дои:10.1038 / природа16459. ЧВК 4878690. PMID 26610025.
  5. ^ а б c d е ж Daims, H; Лебедева, Э.В. Pjevac, P; Хан, П; Гербольд, С; Альбертсен, М; Jehmlich, N; Палатинский, М; Vierheilig, J; Булаев, А; Киркегор, Р.Х .; Берген, МВ; Раттей, Т; Бендингер, Б; Нильсен, PH; Вагнер, М (26 ноября 2015 г.). «Полная нитрификация бактериями Nitrospira». Природа. 528 (7583): 504–9. Bibcode:2015Натура.528..504D. Дои:10.1038 / природа16461. ЧВК 5152751. PMID 26610024.
  6. ^ а б c d е Фаулер, Сьюзен Джейн; Паломо, Алехандро; Дешен, Арно; Mines, Paul D .; Сметс, Барт Ф. (март 2018 г.). «Comammox Nitrospira - обильные окислители аммиака в разнообразных сообществах с быстрыми песчаными фильтрами, питающимися подземными водами: Comammox Nitrospira в биофильтрах для питьевой воды» (PDF). Экологическая микробиология. 20 (3): 1002–1015. Дои:10.1111/1462-2920.14033. PMID 29314644. S2CID 4325672.
  7. ^ а б Комплекты, К. Дмитрий; Седлачек, Кристофер Дж .; Лебедева, Елена В .; Хан, Пинг; Булаев, Александр; Пьевац, Петра; Дебелер, Энн; Романо, Стефано; Альбертсен, Мадс (2017). «Кинетический анализ полного нитрификатора показывает олиготрофный образ жизни». Природа. 549 (7671): 269–272. Bibcode:2017Натура.549..269K. Дои:10.1038 / природа23679. ЧВК 5600814. PMID 28847001.