Метаболизм молекулярного водорода у Citrobacter freundii

• Автор: Зацепин, Сергей Сергеевич
• Шифр специальности: 03.00.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1984
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 119 c. : ил

Часть I. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ
Глава I. Образование хемотрофными микроорганизмами
молекулярного водорода "
Глава 2. Ферментные системы, участвующие в образовании молекулярного водорода микроорганизмами
Часть П. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ
Глава 3. Объект и методы исследования
3.1. Объект исследования
3.2. Среды и условия культивирования бактерий
3.3. Получение суспензий и экстрактов клеток
3.4. Методы анализов
3.4.1. Измерение молекулярного водорода
3.4.2. Формиатгидрогенлиазная активность
3.4.3. Формиатдегидрогеназная активность
3.4.4. Гидрогеназная активность
3.4.5. Определение цитохромов
3.4.6. Энергизация мембран с.ГгешкЗіі
3.4.7. Определение биомассы
3.4.8. Определение белка
3.4.9. Определение формиата
3.4.10. Определение молекулярного кислорода
3.4.11. Определение нитритов
3.4.12. Определение pH среды
3.5. Иммобилизация клеток С.Ггеипіііі
Глава 4. Рост с.£геипаіі в разных условиях и образование молекулярного водорода

Глава 5. Активность ферментов формиатгидрогенлиазного
комплекса в зависимости от условий роста
культур
5.1. Формиатдегидрогеназная активность
5.2. Гидрогеназная активность
Глава 6. Состав цитохромов
Глава 7. Стабилизация формиатгидрогенлиазной системы
ОБСУЖДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ
ВЫВОДЫ
СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

Роль молекулярного водорода в обмене веществ разных микроорганизмов особенно интенсивно стала изучаться в последние годы. В значительной степени это объясняется тем, что некоторые микроорганизмы, выделяющие и (или) поглощающие представляют интерес для получения биомассы, богатой белком и такого фермента как гидрогеназа, который может применяться в качестве катализатора в топливных элементах, а также при производстве некоторых других практически важных продуктов. Большой интерес проявляется к водородобразующим микроорганизмам в связи с проблемой возобновления энергетических ресурсов, поскольку молекулярный водород рассматривается как перспективное топливо. Важное практическое значение имеет использование смешанных культур микроорганизмов, содержащих водородобразующие и водородпотреблявдие микроорганизмы, для получения такого горючего газа как метан. С помощью подобных микробных ассоциаций может также осуществляться очистка окружающей среды от ряда загрязняющих веществ.
Всё это требует детального изучения свойств микроорганизмов, способных выделять и потреблять молекулярный водород. На этом основании можно отбирать штаммы, представляющие практический интерес, оптимизировать условия, обеспечивающие их быстрый рост, а также выделение и поглощение ^ с наибольшей скоростью.
В связи с этим задачи настоящей работы заключались в следующем:
1. Выяснение роли молекулярного водорода в жизнедеятельности Citrobacter freundii цри росте в разных условиях.
2. Изучение зависимости выделения с.freundii молекулярного водорода от разных факторов среды и подбор оптимальных

молекулярного водорода в процессе брожения органических веществ, превращающихся в формиат, который разлагается с выделением Н2 и С02 при участии формиатгидрогенлиазной системы.
С практической точки зрения интересно было исследовать возможность использования клетками с. freund и в качестве субстратов для образования Н2 биомассы зеленой водоросли Chlorella vulgaris. Оказалось, что c.freundii выделяет молекулярный водород в присутствии растворимых веществ этой водоросли (рис. 4). Образование Н2 в присутствии клеток хлореллы, обработанных целлшазой, происходило с большей скоростью, чем при наличии 50 мМ глюкозы. Количество молекулярного водорода, выделившегося в присутствии прогретой биомассы водоросли и оставшейся без обработки примерно равно его количеству, образованному в присутствии глюкозы. Практически весь водород образуется из веществ водоросли, которые при центрифугировании (2,5 тыс.д, 10 мин) остаются в супернатанте.
Веществами, содержащимися в клетках chl.vulgaris» которые c.freundii использует в качестве субстратов для образования Н2, могут быть некоторые сахара, продукты гидролиза крахмала, органические кислоты и другие соединения. Известно, что экстракты хлореллы содержат такие сахара как глюкоза, галактоза, манноза, рамноза, рибоза и ксилоза. Обработка клеток водоросли целлкшазами увеличивает содержание сахаров.
Максимальная формиатшдрогенлиазная активность клеток с. freundii проявляется в экспоненциальной фазе роста культур. При росте на среде с глюкозой и формиатом в аэробных условиях это время составляет 12-18 часов, а в анаэробных - 25-50 часов (рис. 5).
При росте c.freundii в аэробных условиях независимо от состава среды и окисляемого субстрата, суспензии клеток обра-