Siklus Daur Welirang / Sulfur


Selama pemecahan protein disamping terbentuk amonia,  terbentuk sejumlah kecil hidrogen sulfida bebas yang berasal dari asam amino sistein dan metionin yang mengandung belerang.  Beberapa basil proteolitik membantu reaksi tersebut dengan memecah gugus sulfuhidril dengan enzim desulfofurase.  

Hidrogen sulfida tidak stabil dalam lingkungan anaerobik dan dioksidasi secara kimiawi oleh beberapa basil dan fungi. Oksidasi mikrobial ini melewati hasil-hasil intermediat menjadi sulfat, yang berakhir tahap mineralisasi senyawa sulfur organik dan sumber unsur welirang penting yang diharapkan oleh flora hijau. Proses ini disebut sulfurifikasi.

Beberapa basil kemoautotrof bisa mengoksidasi hidrogen sulfida dan mengoksidasi senyawa-senyawa sulfur yang lainnya,  contohnya sulfur sendiri,  tiosulfat,  dan sulfit dan memakai energi untuk mereduksi karbon dioksida.  Anggota genus Thiobacillus dan beberapa genera basil berbentuk filamen yakni Beggiatoa dan Thiothrix.  Di samping itu, bakteri kemoautotrof obligat dan fakultatif, juga sejumlah mikroorganisme heterotrofik ibarat basil yakni jamur yang bisa mengoksidasi senyawa senyawa sulfur.  Bakteri welirang fotoototrofik ungu dan Chlorobacteria juga bisa mereduksi senyawa sulfur atau sulfat menjadi hidrogen.  

Spesies Thiobacilius,  di dalam air merupakan pengoksidasi sulfur terpenting.  Keberadaan basil tersebut dalam perairan sangat luas dan sanggup dijumpai pada air sungai, danau, dan pantai. Bakteri-bakteri tersebut mengakibatkan perairan tersebut kaya hidrogen sulfida (H2S).  Di samping spesies aerobik, juga didapatkan kelompok anaerobik fakultatif dari Thiobacillus denitrificans yang bisa merespirasi nitrat. Kemampuan basil tersebut mengoksidasi senyawa sulfur juga terjadi dalam lingkungan anaerobik pada zona afotik.  Hidrogen sulfida sangat cepat dioksidasi secara kimiawi dengan kehadiran oksigen.  

Thiobacilli juga selalu terdapat di  sungai, contohnya Thiobacillus denitrificansThiobacillus thiooxydans dan Thiobacillus thioparus. Jumlah Thiobacilli dalam sungai tergantung volume air yang terbawa ke sungai. Thiobacillus thiooxydans merupakan pengoksidasi penting sulfur koloidal dalam danau gunung berapi. Spesies Beggiatoa dan Thiothrix tumbuh dan sanggup membentuk suatu selubung putih yang ibarat jaring laba-laba yang tumbuh pada permukaan sedimen yang mengandung hidrogen sulfida.

Bakteri sulfur sanggup di samping melepaskan sejumlah kecil H2S dengan dekomposisi protein, juga sanggup mereduksi sulfat pada lingkungan anaerobik.  Hal ini sanggup terjadi pada danau,  sungai dan laut. Bakteri mereduksi sulfat tanpa oksigen dan kehadiran senyawa organik membantu reduksi nitrogen. Sebagai hidrogen donor,  senyawa organik dan alkohol merupakan produk final dihasilkan asam asetat. Nukleotida dan beberapa asam amino sanggup membantu mestimulasi pertumbuhan basil tersebut.  

Proses desulfurikasi adalah proses reduksi H2S oleh basil sulfat yang dilepas ke udara dan kehilangan substratnya.  Pereduksi sulfat,  biasanya yaitu basil anaerob obligat dan tidak tumbuh pada lingkungan aerobik. Pemecahan sulfat bermula dari aktivasi sulfat yang membutuhkan relatif banyak energi.  Enzim ATP sulfurilase mengubah gugus fosfat menjadi sulfat oleh ATP Adenosin-5-fosfosulfat juga dihasilkan yang kemudian direduksi menjadi bentuk sulfit dan dipecah oleh AMP Reduksi selanjutnya gugus sulfit dengan proteksi sitokrom C3.

Bakteri Desulphovibrio desulphuricans merupakan basil pereduksi sulfat yang tersebar luas. Organisme tersebut hampir berada pada endapan danau dan empang. Di dalam maritim juga didapatkan basil Desulphovibri aestuarii. Bakteri Desulphovibrio sering berasosiasi dengan basil pembentuk spora Clostridium nigrificans yang juga mereduksi sulfat.  Bakteri tersebut berbentuk batang yang sanggup membentuk spora. Clostridium nigrificans sanggup hidup pada suhu yang sangat tinggi dengan temperatur optimum 55°C sedangkan Desulphovibrio berbeda tidak mempunyai yakni rentang pertumbuhan tanggapan temperatur yang panjang. Di samping itu,  ada basil pereduksi sulfat bersifat anaerobik fakultatif, dan organisme itu dinamakan Pseudomonas zelinskii.