METABOLISME MIKROORGANISME
Mikroorganisme terdiri dari beberapa kelas. Bakteri dan yeast adalah contoh mikroorganisme. Mikroorganisme dalam hidupnya melakukan aktivitas metabolisme. Metabolisme mikroorganisme merupakan proses-proses kimia yang terjadi di dalam tubuh mikroorganisme. Metabolisme disebut juga reaksi enzimatis, karena metabolisme terjadi selalu menggunakan katalisator enzim. Dalam metabolisme mikroorganisme, energi fisik atau kimiawi dikonversi menjadi energi melalui metabolisme mikrorganisme dan disimpan dalam bentuk senyawa kimia yang disebut adenosine 5′-triphospate (ATP). Berikut ini adalah struktur ATP.
Energi yang tersimpan dalam bentuk senyawa ATP dapat diperoleh oleh mikroorganisme melalui hidrolisa. Energi yang diperoleh dari melalui proses atau reaksi kimia disebut sebagai free energy atau energi bebas (G). Pada reaksi yang melepaskan energi, maka harga G adalah negatif, sedangkan pada reaksi yang memerlukan energi, maka harga G adalah positif. Energi hasil metabolisme disimpan oleh mikroorganisme dalam bentuk senyawa phosporyl.
ATP terbentuk dari reaksi antara adenosine 5′-diphospate (ADP) dengan phospat anorganik, membentuk ikatan phosporyl sebagai berikut (Horan, 1991):
ADP3- + Pi + H+ → ATP4- +H2O ΔG= +30 kJ/mol (1)
Reaksi diatas menunjukkan proses katabolisme, yaitu proses penguraian zat untuk membebaskan energi kimia sebesar 30 kJ yang tersimpan dalam senyawa organik.
ATP yang telah tersintesa tersebut disimpan di dalam sel untuk digunakan bila diperlukan. Energi yang tersimpan tersebut dikeluarkan melalui hidrolisa ikatan phosporyl dalam suatu reaksi yang merupakan kebalikan dari reaksi (1), yaitu sebagai berikut:
ATP4- +H2O → ADP3- + Pi + H+ ΔG= -30 kJ/mol (2)
Reaksi diatas merupakan proses anabolisme, yaitu pembentukan molekul yang kompleks dengan menggunakan energi sebesar 30 kJ/mol. Kedua reaksi di atas terjadi karena katalisa enzim ATP-ase.
Metabolisme Bakteri
Seperti yang tertulis sebelumnya bakteri dalam hidupnya melakukan aktivitas metabolisme. Metabolisme sendiri didefinisikan sebagai semua reaksi kimia yang terjadi dalam sel (endoenzim) dan luar sel (eksoenzim) dimana pada luar sel, bakteri menggunakan enzim yang dari dalam bakteri untuk bermetabolisme. Tujuan metabolisme agar bakteri dapat bertahan melangsungkan fungsi hidup. Metabolisme mikroorganisme dapat dibagi dalam dua kelompok, yaitu:
1. Katabolisme: penguraian bahan organic kompleks menjadi bahan organic yang lebih sederhana, pembentukan energi dengan menguraikan karbohidrat melalui reaksi oksidasi substrat
2. Anabolisme : penyusunan/pengambilan zat makanan, pembentukan karbohidrat yang membutuhkan energi dan sintetis protoplasma.
Anabolisme
Proses anabolisme disebut juga proses biosintesis, hal ini berbeda dengan nutrisi karena di dalam proses biosintesis diperlukan sumber energy. Bahan baku proses anabolisme adalah zat makanan. Berikut adalah komponen-komponen yang terdapat dalam proses anabolisme,
Enzim dan zat makanan
Enzim merupakan substansi yang ada dalam sel dalam jumlah yang amat kecil dan mampu menyebabkan terjadinya perubahan-perubahan yang berkaitandengan proses-proses seluler dan kehidupan. Nama lain dari enzim adalah fermen. Enzim adalah katalis hayati yang berfungsi untuk mempercepat berlangsungnya reaksi kimiawi tanpa enzim itu sendiri terkonsumsi atau berubah setelah reaksi selesai dan katalis bekerja secara spesifik yakni hanya untuk suatu jenis reaksi tertentu saja. Selain dihasilkan di dalam sel, beberapa jenis bakteri diekspresikan melalui didnding sel dan dapat berfungsi di luar sel. Terdapat dua tipe enzim : eksoenzim(enzim ekstraseluler) dan endoenzim (enzim intraseluler)
Fungsi utama dari eksoenzim adalah melangsungkan perubahan-perubahan pada nutrien di sekitarnya sehingga memungkinkan nutrien tersebut memasuki sel. Contoh: Enzim amilase menguraikan zat pati menjadi unit-unti gula yang lebih kecil sedangkan endoenzim mensintesis bahan seluler dan menguraikan nutrient untuk menyediakan energi yang dibutuhkan oleh sel, misalnya heksokinase mengkatalisis fosforilasi glukosa dan heksosa (senyawa gula sederhana) di dalam sel. Perlu diketahui, setiap enzim yang dihasilkan makhluk hidup memiliki ciri-ciri yang sama. Di bawah ini merupakan sifat-sifat umum biokatalisator,
Enzim merupakan protein
Enzim bekerja secara khusus, untuk pengubahan suatu zat tertentu diperlukan enzim yang tertentu pula. Khasnya satu molekul enzim dapat mengkatalisa perubahan 10 sampai 1000 molekul substrat per detik.
Banyak enzim yang dapat bekerja bolak-balik
Enzim tidak tahan temperature yang agak tinggi. Kegiatannya sangat dipengaruhi oleh suhu.
Enzim dipengaruhi oleh pH, konsentrasi, suhu, substrat, dan oleh hasil akhir
Banyak enzim memerlukan pembantu yang disebut koenzim, yang dapat berupa zat anorganik seperti K, Mg dan Fe. Bagian proteinnya disebut apoenzim. Bila bergabung, kedua bagian tersebut membentuk enzim yang lengkap dinamakan holoenzim.
Dalam beberapa kasus, bagian non-protein enzim dapat berupa logam misalnyabesi pada enzim katalase. Jadi terdapat banyak enzim yang membutuhkan penambahan ion logam (Mg²+, Mn²+, Fe²+) untuk menjadi teraktivitasi. Ion-ion ini dianggap koenzim organik atau kofaktor
Koenzim+Kofaktor → enzim aktif
Enzim bersifat tidak stabil. Aktivitasnya dapat berkurang dengan nyata atau hancur oleh berbagai kondisi fisik atau kimiawi. Beberapa diantaranya menjadi tidak aktif oleh karena perubahan-perubahan yang amat kecil di sekitarnya, misalnya kalau dibiarkan di dalam suhu kamar dalma waktu yang relatif cepat.
Macam-macam enzim yang terdapat dalam reaksi anabolisme a. Transferase
Enzi mini mentransfer gugusan fungsional meliputi amino, fosfat, metal, dll. Contoh enzim ini adalah enzim transaminase yang bertugas memindahkan gugusan amina dari suatu asam amino ke suatu asam organic sehingga hasil terakgir ini berubah menjadi suatu asam amino.
b. Oksidareduktase
Reaksi katalitiknya adalah dalam reaksi transfer elektron. Enzim ini terbagi menjadi enzim oksidase dan enzim reduktase. Enzim oksidase terbagi dalm kelompok kecil enzim dehidrogenase dan katalase. Enzim dehidrogenase mengubah zat-zat organic menjadi hasil-hasil oksidasi, enzim katalase menguraikan hydrogen peroksida menjadi air
c. Hidrolase
Merupakan sekumpulan enzim yang menguraikan suatu zat dengan pertolongan air. Berdasarkan substrat yang diuraikan, enzim hidrolase terbagi atas kelompok kecil enzim karbohidrase, esterase, dan proteinase
Karbohidrase
Karbohidrase adalah enzim-enzim yang menguraikan golongan karbohidrat. Menurut jenis karbohidrat yang diuraikannya, kelompok ini di bagi dalam beberapa bagian:
Amilase, enzim yang menguraikan amilum menjadi maltose, reaksi di bawah ini, 2(CHO)n + nH₂O → nC₂H₄O₃
Maltase, enzim yang menguraikan maltose menjadi glukosa CHO + H₂O → 2CHO
Laktase, enzim yang mengubah laktosa menjadi glukosa dan galaktosa Pektinase, enzim yang menguraikan pectin menjadi asam pectin.
Sukrase, enzim yang mengubah sukrosa (gula tebu) menjadi glukosa dan fruktosa Selulase, enzim yang menguraiakan selulosa menjadi selobiosa
Esterase,
Fosfatease, enzim yang menguraikan suatu ester sehingga terlepas dari asam fosfat Lipase, enzim yang menguraikan lemak menjadi asasm lemak dan gliserol
Protease
Protease adalah enzim-enzim yang menguraikan golongan protein, seperti: Peptidase, enzim yang menguraikan peptide menjadi asam amino
Renin, enzim yang menguraiakan kasein dari susu Gelatinase, enzim yang menguraikan gelatin
d. Liase
Enzim ini adalah reaksi katalitik penambahan ikatan ganda pda molekul dan juga pengusiran gugusan kimiawi
e. Ligase
Enzi mini berperan dalam pembentukan ikatan disertai pemecahan atau penambahan ATP (adenosine trifosfat)
f. Isomerase
Enzi mini berperan dalam reaksi pengubahan suatu senyawa menjadi isomer (isomerasi)
Katabolisme
Katabolisme merupakan reaksi kimiawi yang membebaskan energi melalui perombakan nutrient disebut juga reaksi disimilasi. Bila sel merombak ikatan-ikatan kimiawi tertentu selama metabolisme, energi yang dilepaskan menjadi tersedia dalam melangsungkan kerja biologis. Mikroba heterotrofik non fotosintetik memperoleh energinya dari proses oksidase senyawa-senyawa anorganik. Mikroba fotosintetik memperoleh energinya dari cahaya.
Dalam melakukan katabolisme maupun anabolisme, mikroorganisme membutuhkan energi. Energi yang digunakan bakteri dalam metabolismenya diperoleh melalui reaksi redoks. Pada reaksi oksida, terjadi pelepasan elektron. Reaksi reduksi terjadi ketika reaksi oksidasi terjadi, hal ini dikarenakan elektron yang dilepaskan pada reaksi oksidasi tidak dapat bebas sehingga reaksi reduksi pun terjadi dengan tujuan menangkap elektron bebas sehingga terjadilah pembentukan energi.
Pada umumnya reaksi oksidasi dikatalis oleh enzim dehidrogenase secara biologi. Enzim dehidrogenase mentransfer proton dan elektron kepada aseptor elektron intermediate misalnya NAD+ dan NADP+ yang selanjutnya diubah menjadi NADH dan NADPH. Pada reaksi oksidasi ini terjadi fosforilasi oksidatif dimana pada saat elektron mengandung energi tinggi ditransfer ke dalam serangkaian transport elektron sampai pada akhirnya ditangkap oleh oksigen atau oksidan anorganik lainnya sehingga oksigen akan tereduksi menjadi H₂O. Terdapat carier yang mentransfer elektron menuju oksigen seperti quinon, flavoprotein, serta sitokrom.
Dalam kehidupan sehari-hari makhluk hidup memerlukan energi. Terdapat dua macam energi yang digunakan oleh makhluk hidup
Fotosintetis terdiri dari dua tipe: Fotosintesis tipe Cyanobacteria
Terjadi pada tanaman tingkat tinggi, reaksinya, Klorofil
CO₂ + 2H₂O + Sinar matahari → H₂O + (CH₂O)n + O₂ Pada reaksi ini terjadi dua fotosistem(PS), yakni I dan II;
Aliran elektron dari PS II ke PS I (noncyeclic phosphorilation): NADP+ →NADPH Fotosintesis type Noncyanobacteria
Pada tipe ini, air tidak digunakan dalam fotosistem II untuk memfotolisis H₂O. H₂O dikenal sebagai reduktan sehingga O₂ tidak pernah dihasilkan dalam fotosintetis. Pada type ini diperlukan suplai senyawa organik sebagai donor hidrogennya. Peristiwa ini terjadi pada keadaan anaerob. Reaksi yang terjadi,
Klorofil
CO₂ + 2H₂B + Sinar matahari → H₂O + (CH₂O)n + 2B
2. Oksidasi senyawa kimia disebut dengan Organisme Kemosintetis atau Aututrofik.
Bakteri melakukan metabolisme dengan bantuan senyawa kimia. Bakteri menggunakan CO₂ sebagai sumber karbon. Energi dan NADPH, yang diperlukan untuk mengubah CO₂ menjadi material sel, diperoleh melalui oksidasi senyawa kimia. Pada oksidasi senyawa kimia, proses penangkapan energi terjadi dengan proses transfer elektron, yang dihasilkan oksidasi sulfut dan amino, melalui serangkaian transpor elektron yang menyebabkan proton keluar dari sel. Potensial pH yang terjadi pada reaksi ini dikonversi di dalam ikatan fosfat dan kemudian proton tersebut masuk kembali ke dalam sel melalui chanel proton pada saat terdapat energi yang tinggi. Setelah ATP masuk ke dalam sel, pola biosintesis dalam sel analog dengan organisme fotosintesis.
Berdasarkan senyawa oraganik yang dioksidasinya untuk menghasilkan energi, bakteri kemoautotrof dapat dikelompokkan menjadi beberapa generasi, yaitu:
Oksidasi Hidrogen : 2H₂ + O₂ → 2H₂O
Oksidasi Amonia, Nitrosomonas : 2NH₄Cl + 3O₂ → 2HNO₂ + 2HCl + 2H₂O
Oksidasi senyawa mengandung Fe,Siderocapsa:4FeCO₃+O₂ + 6H₂O→ 4Fe(OH)₃ + 4CO₂ Oksidasi sulfur, Thiobacillus : 2S + 3O₂ + 2H₂O → 2H₂SO₄
Oksidasi nitrit, Nitrobacter : 2NaNO₂ + O₂ → 2NaNO₃
Terdapat beberapa bakteri yang dapat melakukan metabolisme heterotrof. Di bawah ini akan diuraikan proses metabolisme heterotrof oleh bakteri.
Metabolisme Heterotrof oleh Bakteri
Bakteri heterotrof artinya bakteri yang kehilangan kemampuan untuk mensintesis protoplasma dari senyawa anorganik sehingga bergantung sepenuhnya pada senyawa organik sebagai makanannya. Tipe nutrisi dari bakteri heterotrof ini adalah heterotrofik.
Pola Metabolisme
Bakteri heterotrof dapat dikelompokkan berdasarkan hasil akhir dari metabolisme. Pada dasarnya hasil akhir dari metabolisme menunjukkan aseptor elektron terakhir dalam jalur metabolisme dimana yang berperan sebagai aseptor elektron terakhir adalah enzim dari bakteri tersebut, dapat berupa oksigen bebas atau senyawa oraganik maupun anorganik. Berdasrkan kebutuhan bakteri akan oksigen atau senyawa organik, bakteri dapat dikelompokkan menjadi beberapa kelompok, yaitu:
o Bakteri obligat aerob: bakteri yang harus menggunakan oksigen sebagian reseptor terakhir.
o Bakteri obligat anaerob :akteri yang hanya hidup dalam kondisi bebas udara (oksigen). o Bakteri fakultatif: bakteri yang hanya dapat menggunakan oksigen atau senyawa
anorganik sebagai aseptor elektron terakhir.
o Bakteri mikroaerofilik yang dapat tumbuh dengan baik pada kondisi terdapat kandungan oksigen.
Jalur metabolisme bakteri juga dapat dibedakan menjadi dua kelompok, yaitu sebagai fermentatif dan respirasi. Perbedaan kedua jalur ini terletak pada reseptor elektron terakhir yang digunakan.
Respirasi terjadi pada saat elektron yang dibebaskan akan bereaksi oksidasi melalui serangkain elektron yang menyebabkan keluarnya proton melalui membran sel dan energi dialirkan melalui fosforilasi oksidatif. Sedangkan,
Fermentasi adalah proses yang berlangsung dalam keadaan anaerob dimana proses ini tidak melibatkan serangkaian transfer elektron yang dikatalis oleh enzim yang terdapat dalam membran sel. Dalam hal ini elektron dan proton ditransfer langsung dari senyawa yang oksidatif menuju senyawa organik intermediate yang lain yang pada akhirnya terbentuk hasil fermentasi yang stabil. Pada proses fermentasi, terjadi pengumpulan hasil akhir dimana oleh bakteri tidak dapat dioksidasi lebih lanjut.
Fermentasi
Dalam proses fermentasi, produk intermediet yang terbentuk dari katabolisme senyawa organik seperti glukosa memiliki peran sebagai aseptor elektron terakhir menyebabkan senyawa produk akhir fermentasi yang stabil terbentuk. Misalnya, mikroorganisme pada umumnya mengubah glukosa menjadi gula dan asam piruvat. Selama proses ini juga mikrooragnisme akan membentuk NHDA dan jika mikroorganisme ingin melakukan metabolisme lebih lanjut harus melepaskan elektronnya kepada aseptor yakni menggunakan asam piruvat atau beberapa produk sebagi aseptor elektron terakhir. Bila pada proses fermentasi tidak terjadi transfer elektron maka ikatan fosfat berenergi tinggi akan terbentuk melalui fosfolirasi substrat. Dalam hal ini senyawa intermediet dioksidasi, energi yang dilepaskan dikonversi langsung ke dalam ikatan yang mengandung energi tinggi. Senyawa yang mengandung energi tinggi tersebut selanjutnya dapat ditransfer ke ADP untuk dibentuk menjadi ATP sebagaimana.
ADP dibentuk menjadi ATP ini dapat dilihat dalam skema berikut di bawah:
Glukosa Glukosa 6P Frukrosa 6P Frukrosa 1,6 biP
Dihidropsi asepton P → gliseraldehid 3P(2) 1,3 bifosfogliserat(2) 3P gliserat (2) PEP (2) H₂O Berakhir berproduksi Keterangan skema
Skema di atas adalah jalur Embden-Meyerhof yakni untuk disimilasi glukosa. Pada setiap molekul fruktosa 1,6 biP dipecah menjadi 3 senyawa 3C yang seimbang. Senyawa gliseraldehid 3P dioksidasi, sehingga senyawa dihidroksi aseton P dikonversi menjadi giseraldehid dikonversi menjadi gliserardehid 3P(2). Melalui skema di atas juga diketahui bahwa molekul ATP dibutuhkan untuk mengawali reaksi, akan tetapi 4 molekul ATP terbentuk selama disimilasi 1 molekul glukosa menjadi dua molekul piruvat. Di lai hal juga terbentuk 2 molekul NADH yang dioksidasi dengan pelepasan proton dan elektron pada aseptor elektron terakhir.
Jalur-jalur Fermentasi
Pada skema di atas, terdapat asam piruvat sebagai hasil akhir, sesui dengan tipe organism asam piruvat dapat dimetabolisme lebih lanjut untuk menghasilkan produk akhir fermentasi seperti ditunjukkan di bawah ini:
1. Fermentasi Asam homolaktat
Dilakukan oleh beberapa bakteri Streptococcus dan lactobacillus NADH NAD+
2. Fermentasi alkohol Dilakukan oleh Yeast
CO2 NADH NAD+
Asam piruvat → asetaldehid → Etil alcohol 3.Fermentasi Asam Campuran
Dilakukan oleh Escherichia coli dan beberapa bakteri anterik lainnya NADH NAD+
Asam piruvat → Asam laktat 4. Fermentasi butelyn glikol
Dilakukan oleh Enterobacter, Pseudomonas, dan Bacillus
CO2 CO2 NADH NAD+
2 piruvat → asam asetolaktat → asetoin → 2,3 butilen glikol 5. Fermentasi Asam propionat
Dilakukan oleh Propioniacterium dan Veillonela CO2
3 asam piruvat → asam asetat
6. Fermentasi Asam Butirat, butanol, dan aseton
Bakteri yang melakukan fermentasi tersebut adalah Clostridium 4CO2
4 asam piruvat → 4 asetil CoA → asam asetat
Kesimpulan bahwa berbagai macam senyawa dapat berperan sebagai aseptor elektron terakhir sehingga produk akhir dari fermentasi juga berbeda-beda. Dalam hal fermentasi asam laktat atau alcohol hanya satu macam. Tidak semua bakteri melakukan metabolisme gula melalui jalur embden-meyerhof.
Respirasi Mikroba
Respirasi merupakan penggunaan serangkaian transfor elektron untuk mentrasnfer elektron menuju aseptor elektron terakhir. Energi diperoleh melalui fosporilasi oksidatif tetapi dalam prosesnya bisa menggunakan oksigen sebagai aseptor elektron terakhir (respirasi aerob) atau senyawa anorganik lain (respirasi anaerob).
Respirasi Aerob
Seperti yang disebutkan diatas terdapat banyak bakteri yang mampu menggunakan oksigen sebagai aseptor elektron terakhir. Dalam kasus ini tidak diperlukan reduksi senyawa intermediator seperti dalam proses fermentasi. Pada respirasi aerob senyawa-senyawa
intermediate dapat dioksidasi sempurna menjadi air dan karbon dioksida. Jumlah energi yang dihasilkan dari oksidasi sempurna satu molekul glukosa lebih besar dibandingkan melalui proses fermentasi.
Proses oksidasi sempurna yaitu, elektron mengalir dari NADH ke O₂ melalui serangkain reaksi dengan sitokrom menghasilkan 3 ATP. Energi yang dihasilkan tersebut bereaksi dengan energi yang dari oksidasi piruvat menjadi asetil CoA menghasilkan 36 ATP. Dengan kata lain, 36 ATP ini merupakan hasil metabolisme glukosa menjadi CO₂ dan H₂O. Bila dibandingkan dengan energi hasil fermentasi pada skema diatas energi pada fermentasi lebih kecil daropada melalui oksidasi sempurna.
Selanjutnya akan dijelaskan bagaimana piruvat diubah menjadi CO₂ dan H₂O dan bagaimana proses pengubahan tersbut dapat menghasilkan energi pada oksidasi sempurna.
Proses terjadinya piruvat diubah menjadi CO₂ dan H₂O dan dapat menghasilkan energi untuk sel adalah proses degradasi atau disebut tricarboxylic Acid Cycle (TCA Cycle) atau dikenal dengan siklus asam sitrat maupun siklus krebs.Oksaloasetat bergabung dengan asetil CoA yang berasal dari piruvat masuk kedalam siklus akan membentuk senyawa enam karbon yang dikenal dengan asam sitrat. Dalam setiap putaran akan menghasilkan serangkaian oksidasi menyebabakan terjadinya reduksi NAD atau FAD dan membebaskan 2 molekul CO₂, jadi senyawa enam karbon asam sitrat kembali ke bentuk semula yaitu senyawa empat karbon oksalo asetat yang siap bergabung kembali dengan asetat/aetil CoA. Akhirnya semua senyawa NADH dan FADH mengalami fosforilasi oksidatif dengan melepaskan elektron melalui sitokrom ke oksigen menghasilakan air dan 3 molekul ATP untuk setiap pasang elektron dari NADH.
Di bawah ini merupakan jumlah energi yang diperoleh dari fermentasi dan respirasi dari satu molekul glukosa:
Glikolisis Anaerob / Fosforilasi subsrat 2 ATP Metabolisme Aerob / Fosforilasi oksidatif
Glikosis 6 ATP
Metabolisma asetil COA (2NADH) 6 ATP
TCA cycle
Metabolisma suksinil COA 2 ATP
Oksidasi 6 NADH 18 ATP
Oksidasi 2 FADH 4 ATP
Total Energi =38 ATP
Respirasi Anaerob
Selain metabolisme aerob dan fermentasi terdapat metabolisma lain yang pada umumnya bersifat anaerob. Hanya saja mikroorganisma tersebut tidak melakukan fermentasi. Bakteri tersebut menggunakan senyawa anorganik sebagai aseptor elektron terakhirnya. Organisme tersebut dapat dibagai dalam 3 kelompok yaitu : reducer sulfat, reducer nitrat dan bakteri metan. Meskipun tipe metabolismenya adalah anaerob, elektron yang dibebaskan melalui reaksi oksidasi ditransfer melalui serangkaian transfer elektron dan energi dihasilkan melalui fosforilasi
oksidatif. Perbedaan antara respirasi aerob dan anerob adalah bahwa pada respirasi anaerob yang berperan sebagai aseptor elektron terakhir adalah senyawa anorganik, bukan oksigen.
Sulfat Reducer
Kelompok bakteri yang mereduksi sulfat adalah desulfofibrio dan desulfhotomaculum yang merupakan bakteri pembentuk spora. Kedua bakteri tersebut merupakan mikroorganisme anaeorob obligat dimana yang berperan sebagai aseptor elektron terakhir adalah sulfat yanmereduksi menjadi sulfit. Organisma ini membutuhkan senyawa organik sebagai sumber karbon. Oleh karena itu disebut dengan bakteri heterotrof.Reaksinya adalah :
SO ₄²ˉ+ 8 e- + 8 H+ →S²ˉ + H ₂O
Nitrat Reducer
Kebanyakan mikroorganisma yang dapat menggunakan nitrat sebagai aseptor elektron terakhir adapat dikatakan sebagai fakultatif. Jadi dalam keadan anaerob dapat menggunakan nitrat jika tersedia. Jika tidak, mikroorganisma akan melakukan metabolisma aerob ataupun permetasi. Kelompok bakteri ini antara lain: Escherichia, Enterobakter, Bacillus, Pseudomonas, Mikrocoocus dan Rhizobium. Mikroorganisam tersebut mereduksi nitrat menjadi nitrogen bebas. Reaksinya :
2NO₃ˉ+ 12 eˉ + 12 H+ → N2 + 6 H₂0
Proses ini disebut dengan Denitrifkasi yang merupakan masalah serius bagi pertanian karena menyebabkan hilangnya nitrat dari tanah. Akan tetapi proses tersebut sangat bermanfaat untuk mengambil nitrogen dari limbah tinja atau limbah yang lain.
Bakteri Metan
Kelompok bakteri ini dapat menggunakan CO2 sebagai aseptor elektron dan mereduksinya manjadi metan. Mikroorganisme ini terdapat dalam usus binatang ruminansia. Bakteri ini dapat menghasilkan gas metan sebanyak 60 L setiap hari. Reaksinya,
CO₂ + 8eˉ + 8 H+ → CH₄ + 2 H₂O
Sebagai kesimpulan Bakteri memelukan energi untuk melakukan metabolisme untuk kelangsungan hidupnya, bakteri menggunakan enzim sebagai pendukung metabolisme. Setiap bakteri tidak memiliki proses yang sama dalam metabolisme tersebut sesuai dengan karakteristik dan kemampuan bakteri tersebut.
