Language
Country/Area
No result found
لماذا تحتاج البكتيريا إلى إنزيمات خارجية لتفكيك البنية الصلبة للنباتات؟ الإجابة سوف تفاجئك!
في الطبيعة، تعيش البكتيريا والكائنات الحية الدقيقة الأخرى في بيئات صعبة. وخاصة داخل أنظمة جذور النباتات وفي التربة الموجودة أسفلها، فإن البنية القوية لجدران الخلايا النباتية تجعل من الصعب وصول العديد من العناصر الغذائية إليها. كيف تتمكن البكتيريا من اختراق هذه الحواجز القوية؟ الشيء الرئيسي الذي يعتمدون عليه هو الإنزيمات الخارجية.
يتم تصنيع الإنزيمات الخارجية بواسطة البكتيريا داخل الخلايا ثم يتم إفرازها خارج الخلايا. وهي تستخدم على وجه التحديد لتفكيك الجزيئات الكبيرة المعقدة إلى وحدات أصغر لامتصاصها واستخدامها من قبل الخلايا.
وظائف وأنواع الإنزيمات الخارجية
الوظيفة الرئيسية للأنزيمات الخارجية هي تحليل المواد العضوية المعقدة، مثل السليلوز واللجنين، إلى سكريات بسيطة، والتي يمكن استخدامها كمصدر للكربون والطاقة والتغذية بواسطة البكتيريا والكائنات الحية الدقيقة الأخرى. يتم تصنيف هذه الإنزيمات الخارجية بشكل عام على أنها هيدروليزات، ليازات، أوكسيدوريدوكتازات، وترانسفيرازات. في تشغيل النظم البيئية للتربة، تكون هذه الإنزيمات مسؤولة عن التحكم في نشاط إنزيمات التربة، مما يتيح التحلل الفعال للمواد العضوية.
توجد المجتمعات الميكروبية في جميع النظم البيئية على الأرض، سواء على الأرض أو في الماء، حيث تلعب دورًا لا يتجزأ في تحليل المواد العضوية الميتة.
العوامل البيئية المؤثرة على الإنزيمات الخارجية
يتأثر إنتاج ونشاط الإنزيمات الخارجية بالعديد من العوامل، بما في ذلك تركيز العناصر الغذائية المتاحة والظروف البيئية. غالبًا ما يرتبط التعبير عن الإنزيمات الخارجية بواسطة الكائنات الحية الدقيقة بتوفر الركيزة ويمكن أن يستجيب للبيئات المتغيرة. على سبيل المثال، يزداد إنتاج الإنزيمات الخارجية عندما يكون هناك تركيز أعلى من الركيزة في البيئة، ولكن بمجرد وجود ركائز قابلة للذوبان ذات وزن جزيئي منخفض مثل الجلوكوز، يتم تثبيط إنتاجها. وهذا يوضح مرونة الكائنات الحية الدقيقة في ظل تغير توفر الموارد.
يعتبر إنتاج الإنزيمات الخارجية عملية كثيفة الاستهلاك للطاقة، وبالتالي هناك ضغط تطوري على الكائنات الحية الدقيقة لتحسين أدائها في ظل ظروف الموارد المحدودة.
دور الفطريات في تحلل النباتات
تم نسب معظم الإنزيمات الخارجية إلى الفطريات أثناء تحلل البوليمر في بقايا النباتات والتربة. تقوم الفطريات بتعديل عملية التمثيل الغذائي الخاصة بها وفقًا لتوفر الكربون والنيتروجين في البيئة، مما يؤدي إلى إنتاج مجموعة متنوعة من الإنزيمات المؤكسدة والمحللة لتحليل السليلوز اللجنوسي في الخشب بشكل فعال. أثناء تحلل النبات، عادة ما يتم تحلل السليلوز والركائز غير المستقرة الأخرى أولاً، وسيتبع ذلك تحلل اللجنين مع زيادة نشاط الأوكسيديز.
