Разложение микроорганизмами природных соединений (лигнина, пектина)

Лигнин в растениях представляет собой инертный конечный продукт, который уже не вовлекается в метаболизм и выполняет лишь механические функции. В химическом отношении лигнин неоднороден. Он представляет собой весь­ма сложное соединение, но эта сложность не определяется большим числом раз­личных мономерных блоков; Слож­ность строения лигнина обусловлена разнообразием связей, при помощи ко­торых мономерные блоки соединены друг с другом. Только микроорганизмы могут разрушать его. Однако грибы, разрушающие древесину, а также почвенные грибы и бактерии разлагают лигнин гораздо медленнее, чем целлюлозу и гемицеллюлозы.Разложение лигнина. Разрушающие древесину базидиомицеты можно разделить на две группы. Возбудители бурой гнили превращают древе­сину в красновато-коричневую массу; они разрушают главным образом целлюлозные и гемицеллюлозные компоненты древесины и не дей­ствуют на фенилпропановые полимеры. Возбудители белой гнили разру­шают древесину с образованием почти белой массы; они действуют в первую очередь на лигнин и почти не затрагивают целлюлозу. К гри­бам, разрушающим прежде всего лигнин, относятся Polystictus versicolor и некоторые другие (например, Stereum hirsutum). Есть также грибы, дей­ствующие одновременно на лигнин и целлюлозу; таковы Pleurotus ostreatus, Ganoderma applanatum, Polyporus adustus, Armillaria mellea. Можно предположить, что первичное воздействие при разрушении лигнина осуществляют экзоферменты. Поскольку грибы, разрушающие лигнин, обычно выделяют фенолоксидазы, считают, что именно эти ферменты ответственны за отщепление ароматических соединений. Однако разложение его бактериями происходит очень медленно.

Пектин. Значение пектинов обусловлено главным образом их спо­собностью придавать растительным тканям необходимую прочность. Пектины представляют собой полигалактурониды-неразветвленные цепи, состоящие из остатков D-галактуроновых кислот, соединенных а-1.4-глико-зидными связями. Микроорганизмы расщеп­ляют пектины с помощью пектолитических ферментов -эстераз и деполимераз. В растительных тканаях 3 типа пектиновых в-в: протопектин,пектин, пектиновая кислота. На них дейст-т 3 группы ферментов: протопектиназы (катализ-т разл-е протопектина до пектина), пектинэстеразы(гидролиз-т метилэфирные связи в молекуле пектина,образуются пектиновые кислоты и метиловый спирт),полигалактуранозы(разрушают полимерные молекулы пектина или пектиновой к-ты на отдельные молекулы д-галактуроновой к-ты и др соед-й.продукты разл-я ипектиновой к-ты (галактоза,ксилоза,арабиноза) в аэробных условиях ок-ся до углекислого газа и воды.В анаэробных условиях сбраживается по типу маслянокислого брожения.конечными продуктами явл-ся масл и ксусная к-ты и газы (углекислый газ и водород)Способность расщеплять пектин присуща многим грибам и бакте­риям. Патогенность различных микроорганизмов (Botrytis cinerea, Fusarium oxysporum f. lycopersici) для растений зависит от выделения ими ферментов, растворяющих пектины. Erwinia carotovora вызывает распад тканей у салата, моркови, сельдерея и т. п. В почве численность мик­роорганизмов, разлагающих пектины, чрезвычайно велика,К наиболее активным из них относятся спорообразующие бактерии Bacillus macerans и В. polymyxa.