The turnover of nutrients bound to

The turnover of nutrients bound to organic matter is largely mediated by extracellular hydrolytic enzymes (EHEs) produced by soil microorganisms. However, little is known about the environmental drivers (e.g., soil pH, C content, C:N ratio) of the catalytic properties of EHEs and their functional link to the structure of soil microbial communities. We linked catalytic properties, Km and Vmax, determined by Michaelis–Menten kinetics, to a set of environmental and microbial properties in the soils of a land-use sequence ranging from undisturbed natural forest to pastures of different ages and to secondary succession in the Andes of southern Ecuador. The sensitivity of the substrate affinity constant (Km) and the maximum rate (Vmax) of six EHEs (β-cellobiohydrolase (CBH), β-glucosidase (BG), N-acetylglucosaminidase (NAG), α-glucosidase (AG), xylanase (XYL), acid phosphomonoesterase (AP)) to changing environmental conditions was tested by fluorogenic substrates. We used the Vmax-to-Km ratio (Ka) as a proxy for the catalytic efficiency and the signature membrane phospholipid fatty acids as a proxy of microbial community structure.

Microbial communities adapted to environmental changes, selected for enzymes with higher substrate affinity (Km) and catalytic efficiency (Ka) compared with pure cultures. Along the land-use sequence, catalytic efficiency increased from natural forest to young pasture, while it decreased during long-term pasture use and secondary succession. This is consistent with three to five times faster turnover of tested substrates (estimated based on Michaelis–Menten kinetic parameters) at the young pasture compared with the long-term pasture and secondary succession. Environmental drivers of the Km were enzyme-specific (e.g., the pH for XYL, the C:N ratio for AP, and the C availability for NAG) and differed from those for Vmax. A decoupled response of Vmax and Km to land-use changes observed for AG, BG, CBH, XYL, and AP, implies divers consequences for ecosystem processes mediated by these enzymes. A high abundance of Gram(−) bacteria triggered the catalytic properties (Km and/or Ka) of enzymes decomposing cellulose, hemicellulose, starch, and monophosphoesters. The importance of climatic factors for catalytic properties of EHEs was emphasized by the Ka values extracted from the literature and demonstrated good correspondence of Ka between soils from geographically distinct experimental plots

ผลลัพธ์ (ไทย) 1:

การหมุนเวียนของสารอาหารที่ถูกผูกไว้กับอินทรีย์เป็นส่วนใหญ่ mediated โดย extracellular ไฮโดรไลติกเอนไซม์ (EHEs) ผลิต โดยจุลินทรีย์ดิน อย่างไรก็ตาม น้อยเป็นที่รู้จักเกี่ยวกับโปรแกรมควบคุมสิ่งแวดล้อม (เช่น pH ดิน C เนื้อหา อัตราส่วน C:N) คุณสมบัติตัวเร่งปฏิกิริยา EHEs และเชื่อมโยงการทำงานของโครงสร้างชุมชนจุลินทรีย์ดิน เราเชื่อมโยงคุณสมบัติตัวเร่งปฏิกิริยา Km และ Vmax ตามขั้น – Menten จลนพลศาสตร์ ชุดคุณสมบัติสิ่งแวดล้อม และจุลินทรีย์ในดินเนื้อปูนของลำดับใช้ที่ดินตั้งแต่ป่าธรรมชาติอย่างมาก pastures วัยแตกต่างกัน และอย่างต่อเนื่องรองในอังเดสของประเทศเอกวาดอร์ ความไวของการคงความสัมพันธ์ของพื้นผิว (Km) และอัตราสูงสุด (Vmax) ของ EHEs หก (β-cellobiohydrolase (CBH) β-glucosidase (BG), N-acetylglucosaminidase (NAG), ด้วยกองทัพ-glucosidase (AG), ไซลาเนส (XYL) กรด phosphomonoesterase (AP)) การเปลี่ยนแปลงสภาพแวดล้อมได้รับการทดสอบ โดย fluorogenic พื้นผิว เราใช้อัตราส่วน Vmax Km (Ka) เป็นพร็อกซีสำหรับประสิทธิภาพตัวเร่งปฏิกิริยาและลายเซ็นเยื่อฟอสโฟลิพิดไขมันกรดเป็นพร็อกซีของโครงสร้างชุมชนจุลินทรีย์ชุมชนจุลินทรีย์ดัดแปลงเปลี่ยนแปลงสิ่งแวดล้อม สำหรับเอนไซม์ที่มีความสัมพันธ์ขั้นสูง (Km) และตัวเร่งปฏิกิริยาประสิทธิภาพ (Ka) เปรียบเทียบกับวัฒนธรรมบริสุทธิ์ ตามลำดับการใช้ที่ดิน ประสิทธิภาพที่เพิ่มขึ้นจากป่าธรรมชาติพาสเจอร์หนุ่ม ตัวเร่งปฏิกิริยาในขณะที่มันลดลงในระยะยาว ทุ่งหญ้าใช้และสืบทอดตำแหน่งรอง โดยสอดคล้องกับสามถึงห้าครั้งหมุนเวียนเร็วของพื้นผิวทดสอบ (ประเมินตามพารามิเตอร์เดิม ๆ ขั้น – Menten) ที่พาสเจอร์หนุ่มที่เมื่อเทียบกับระยะยาวพาสเจอร์และบัลลังก์รอง ควบคุมสิ่งแวดล้อมของ Km มีเอนไซม์เฉพาะ (เช่น pH สำหรับ XYL อัตราส่วน C:N ของ AP และ C ที่มีพร้อมใช้สำหรับ NAG) และแตกต่างจาก Vmax การตอบสนองต่อ decoupled Vmax และ Km เพื่อใช้การเปลี่ยนแปลงที่สังเกต การ AG, BG, CBH, XYL, AP ที่ดินหมายถึงกระบวนการระบบนิเวศ mediated โดยเอนไซม์เหล่านี้ต่อนักดำน้ำ ความสูงของแบคทีเรีย Gram(−) ทริกเกอร์ตัวเร่งปฏิกิริยาคุณสมบัติ (Km / Ka) ของเอนไซม์พืชพันธุ์เซลลูโลส hemicellulose แป้ง และ monophosphoesters ความสำคัญของปัจจัย climatic สำหรับคุณสมบัติของตัวเร่งปฏิกิริยาของ EHEs ถูกเน้น โดย Ka ค่าสกัดจากวรรณคดี และสาธิตติดต่อดีของการะหว่างดินเนื้อปูนจากผืนทดลองแตกต่างกันทางภูมิศาสตร์

ผลลัพธ์ (ไทย) 2:

การหมุนเวียนของสารอาหารที่ถูกผูกไว้กับสารอินทรีย์เป็นสื่อกลางส่วนใหญ่โดยเอนไซม์ย่อยสลายสาร (EHEs) ที่ผลิตโดยจุลินทรีย์ในดิน แต่ไม่ค่อยมีใครรู้เกี่ยวกับไดรเวอร์สิ่งแวดล้อม (เช่นค่า pH ของดินเนื้อหา C, C: ยังไม่มีอัตราส่วน) คุณสมบัติเร่งปฏิกิริยาของ EHEs และเชื่อมโยงการทำงานของพวกเขากับโครงสร้างของดินชุมชนจุลินทรีย์ เราเชื่อมโยงคุณสมบัติเร่งปฏิกิริยากมและ Vmax กำหนดโดยจลนศาสตร์ Michaelis-Menten, ชุดของคุณสมบัติด้านสิ่งแวดล้อมและจุลินทรีย์ในดินของลำดับการใช้ที่ดินตั้งแต่ป่าธรรมชาติที่ไม่ถูกรบกวนทุ่งหญ้าของทุกเพศทุกวัยที่แตกต่างกันและเพื่อสืบทอดรองในเทือกเขาแอนดี ทางตอนใต้ของประเทศเอกวาดอร์ ความไวของความสัมพันธ์ของพื้นผิวคงที่ (กม) และอัตราสูงสุด (Vmax) หก EHEs (β-cellobiohydrolase (CBH) β-glucosidase (BG) N-acetylglucosaminidase (จู้จี้) α-glucosidase (AG), ไซลาเนส (XYL) phosphomonoesterase กรด (AP)) ต่อการเปลี่ยนแปลงสภาพแวดล้อมที่ได้รับการทดสอบโดยการแจงพื้นผิว เราใช้อัตราส่วน Vmax ต่อกิโลเมตร (กา) เป็นพร็อกซี่สำหรับประสิทธิภาพการใช้ตัวเร่งปฏิกิริยาและฟอสโฟเมมเบรนลายเซ็นของกรดไขมันที่เป็นตัวแทนของโครงสร้างกลุ่มจุลินทรีย์ได้. ชุมชนจุลินทรีย์ปรับให้เข้ากับการเปลี่ยนแปลงด้านสิ่งแวดล้อมที่เลือกไว้สำหรับเอนไซม์ที่มีความใกล้ชิดกับพื้นผิวที่สูงขึ้น (กม ) และประสิทธิภาพการเร่งปฏิกิริยา (กา) เมื่อเทียบกับวัฒนธรรมบริสุทธิ์ พร้อมลำดับการใช้ที่ดินที่มีประสิทธิภาพการเร่งปฏิกิริยาเพิ่มขึ้นจากป่าธรรมชาติทุ่งหญ้าหนุ่มในขณะที่มันลดลงในช่วงระยะยาวการใช้อาหารสัตว์และสืบทอดรอง ซึ่งสอดคล้องกับสามถึงห้าครั้งได้เร็วขึ้นผลประกอบการของพื้นผิวการทดสอบ (ประมาณขึ้นอยู่กับ Michaelis-Menten พารามิเตอร์การเคลื่อนไหว) ที่ทุ่งหญ้าเล็กเมื่อเทียบกับทุ่งหญ้าในระยะยาวและต่อเนื่องรอง ไดรเวอร์สิ่งแวดล้อมของกมมีเอนไซม์ที่เฉพาะเจาะจง (เช่นค่า pH สำหรับ XYL, C: N ratio มีของ AP และความพร้อมสำหรับซีจู้จี้) และแตกต่างไปจากผู้ Vmax การตอบสนองของการแยก Vmax และกิโลเมตรที่มีการเปลี่ยนแปลงการใช้ที่ดินสังเกตแบงก์ BG, CBH, XYL และ AP, หมายถึงผลกระทบที่นักดำน้ำสำหรับกระบวนการระบบนิเวศไกล่เกลี่ยโดยเอนไซม์เหล่านี้ ความอุดมสมบูรณ์สูงของแกรม (-) เชื้อแบคทีเรียที่ก่อให้เกิดคุณสมบัติเร่งปฏิกิริยา (กมและ / หรือกา) ของเอนไซม์ย่อยสลายเซลลูโลสเฮมิเซลลูโลสแป้งและ monophosphoesters ความสำคัญของปัจจัยภูมิอากาศสำหรับคุณสมบัติการเร่งปฏิกิริยาของ EHEs ถูกเน้นโดยค่ากาสกัดจากวรรณกรรมและแสดงให้เห็นถึงความสอดคล้องที่ดีของการะหว่างดินจากแปลงทดลองที่แตกต่างกันทางภูมิศาสตร์

ผลลัพธ์ (ไทย) 3:

การหมุนเวียนของสารอาหารต้องอินทรียวัตถุเป็นส่วนใหญ่โดยสามารถย่อยสลายโดยเอนไซม์ ( ehes ) ที่ผลิตโดยจุลินทรีย์ในดิน อย่างไรก็ตาม เป็นที่รู้จักกันเพียงเล็กน้อยเกี่ยวกับไดรเวอร์สิ่งแวดล้อม เช่น ดิน ซี เนื้อหา อัตราส่วน C : N ) ของสมบัติในการเร่งปฏิกิริยาของ ehes และเชื่อมโยงการทำงานของโครงสร้างชุมชนจุลินทรีย์ในดิน เราเชื่อมโยงคุณสมบัติการเร่งปฏิกิริยา Km และ Vmax ,กำหนดโดยมาก– menten จลนศาสตร์ การตั้งค่าคุณสมบัติของสิ่งแวดล้อม และจุลินทรีย์ในดินของการลำดับตั้งแต่ป่าธรรมชาติถูกรบกวนไปที่ทุ่งหญ้าของวัยที่แตกต่างกันและการเปลี่ยนแปลงแทนที่แบบทุติยภูมิในแอนดีสทางใต้ของเอกวาดอร์ ความไวของพื้นผิวจำเพาะค่าคงที่ ( km ) และอัตราสูงสุด ( Vmax ) 6 ehes ( บีตา - cellobiohydrolase ( CBH )บีตา - กลูโคซิเดส ( BG ) , n-acetylglucosaminidase ( บ่น ) , แอลฟากลูโคซิเดส ( AG ) , เอนไซม์ ( xyl ) , กรด phosphomonoesterase ( AP ) การเปลี่ยนแปลงสภาพแวดล้อมการทดสอบโดย fluorogenic ท เราใช้ถึง 1 กม. ( KA ) เป็นผู้รับมอบฉันทะเพื่อประสิทธิภาพในการเร่งปฏิกิริยาและลายเซ็นเยื่อฟอสโฟลิปิดกรดไขมันเป็นพร็อกซีโครงสร้างชุมชนจุลินทรีย์ .

ชุมชนจุลินทรีย์ดัดแปลงเพื่อการเปลี่ยนแปลงสภาพแวดล้อมบางประการ สำหรับเอนไซม์กับพื้นผิวสูงกว่า 4% ( km ) และประสิทธิภาพการเร่งปฏิกิริยา ( KA ) เมื่อเทียบกับวัฒนธรรมบริสุทธิ์ ตามลําดับการเพิ่มประสิทธิภาพการใช้ที่ดิน , จากป่าธรรมชาติ ยังทุ่งหญ้า , ในขณะที่มันลดลงเมื่อใช้อาหารระยะยาว และการเปลี่ยนแปลงแทนที่แบบทุติยภูมิ .ซึ่งสอดคล้องกับสามถึงห้าครั้งเร็วการหมุนเวียนของการทดสอบพื้นผิว ( ประมาณการตามมาก– menten ค่าพารามิเตอร์จลน์ ) ที่ฟาร์มยังเทียบกับทุ่งหญ้าระยะยาวและการเปลี่ยนแปลงแทนที่แบบทุติยภูมิ . ไดรเวอร์ของสิ่งแวดล้อม km มีเอนไซม์เฉพาะ ( เช่น pH สำหรับ xyl , อัตราส่วน C : N สำหรับ AP , และ C งานบ่น ) และแตกต่างจากเหล่านั้นสำหรับ Vmax .เป็นแบบของการตอบสนองและการเปลี่ยนแปลงการใช้ที่ดินถึงก.ม. ) AG , BG , CBH xyl และ , AP , แสดงผลสำหรับนักดำน้ำระดับระบบนิเวศกระบวนการโดยเอนไซม์เหล่านี้ มีความอุดมสมบูรณ์ของกรัม ( − ) แบคทีเรียที่ทำให้เกิดคุณสมบัติการเร่งปฏิกิริยา ( km และ / หรือ KA ) ของเอนไซม์ย่อยสลายเซลลูโลส เฮมิเซลลูโลส แป้ง และ monophosphoesters .ความสำคัญของปัจจัยภูมิอากาศสำหรับสมบัติในการเร่งปฏิกิริยาของ ehes เน้นด้วยค่ะคุณค่าสกัดจากวรรณกรรม และแสดงดีค่ะระหว่างความสอดคล้องของดินจากแปลงทดลองในทางภูมิศาสตร์ที่แตกต่าง