Денитрификация с использованием одноуглеродных соединений

• Автор: Лебединский, Александр Владимирович
• Шифр специальности: 03.00.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1984
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 179 c. : ил

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЕ .

Глава I. МЕТИЛОТРОФШ УНУРНОМ1СИОВ1Ш

1.1. Гифомикробы как основной агент метилотрофной денитрнфикащш

1.2. Родовые признаки НурЬот1сгоЬ1иш

1.3. Субстраты роста Нур1шт1сгоЪ1ит .

1.4. Ассимиляция Соединил гифомикробами

1.5. Катаболизм метанола у аэробных бактерий

1.5.1. Метанолдегидрогеназа Г

1.5.2. Ферменты, окисляющие формальдегид

1.5.3. Формиатдегидрогеназы
Глава 2. ДЕНИТРИФИКАЦИЯ
2.1. Агенты денитрификации
2.2. Интермедиаты денитрификации
2.2.1. 0 облигатный свободный интермедиат денитрификации .
2.2.2. Является ли НО облигатным свободным интермедиатом денитрификации .
2.3. Ферменты денитрификации
2.3.1. Диссимшшционные нитратредуктазы
2.3.2. Диссиглиляционные нитритредуктазы денитрификаторов
2.3.3. но редуктазы
2.3.4. Нредуктазы.
2.4. Перенос электронов при денитрификации
2.5. Перенос электронов при метилотрофной денитрификации .
2.6. Влияние внешних факторов на
денитрификацию
2.6.1. Возможные механизмы влияния аэрации на состав продуктов денитрификации в почвах
2.6.2. Влияние аэрации на ферменты денитрификации
2.6.3. Влияние концентраций окисленных соединений азота на денитрификацию
2.6.4. Токсическое влияние интермедиатов денитрификации на продуцентов
2.7. Денитрификация и охрана окружающей среды .
2.7.1. Антропогенное влияние на цикл.азота
2.7.2. Роль закиси азота в атмосфере.
2.7.3. Денитрификация как составная часть геохимического барьера на границе природного ландшафта
2.7.4. Метилотрофная денитрификация как метод очистки сточных вод от соединений азота.
ЭКСЖРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ
Глава 3. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ .
3.1. Микроорганизмы объекты исследований
3.2. Условия выделения и культивирования метилотрофных денитрификаторов .
3.3. Методы определения субстратов и продуктов метилотрофной денитрификации .
3.4. Методы работы с суспензиями клеток .
3.5. Методы определения ферментов в
бесклеточних экстрактах .
Глава 4. ВЫДЕЛЕНИЕ МЕТИЛОТРОФНЫХ ДЕНИТРИФИКАТОРОВ И
ИССЛЕДОВАНИЕ ОСОБЕННОСТЕЙ ИХ РОСТА .
4.1. Выделение метилотрофных денитрификаторов,
относящихся к роду НурНотЪсгоЬЬиш .
4.2. Способность гифомикробов к росту с различными акцепторами электрона .
4.3. Субстраты роста и денитрификации у Нур1юш1сгоЬ1ит И йУ
4.4. Динамика роста и образования продуктов при анаэробном росте НурЬош1сгоЬ1ит г3и ЪЧ на среде 7 с 0,5 СНдОН и мМ
без дополнительного внесения микроэлементов.
4.5. Влияние концентраций нитрата и метанола на метилотрофную денитрифшсацию У НурИошхегоЫШ
гз и йу .
4.6. Влияние на метилотрофную денитрификацию
у штамма нурЬош1сгоЬ1ит гз
4.7. Влияние мтсроэлементов на метилотрофную денитрификацию у нурЬотЬгоЪЛит гз и ъч
4.8. Сравнение аэробного и анаэробного роста НурЬош1сгоЪ1глп 3 И гУ
4.9. Выделение метилотрофных денитрификаторов,
не относящихся к роду НурЬошсгоЫига .
Глава 5. НАКОПЛЕНИЕ НИТРИТА ПРИ ШШ0ТР0ФН0Й
ДЕНИТРИФИКЛЦИИ.
5.1. Влияние нитрита на метилотрофных денитрификаторов НурЬотсгоЬ1г1Ш И ЪЧ Ю
5.2. Перенос электронов от.метанола к нитрату у НурНот4сгоЪ1иш гЗ И
5.3. Возможные причины накопления нитрита НурЬош1сгоЫгш1 и возможный механизм влияния Сиг на этот процесс .
Глава 6. ВЛИЯНИЕ АЭРАЦИИ НА СОСТАВ ПРОДУКТОВ
МЕТИЛОТРОФНОЙ ДЕНИТРИФИКАЦИИ .
6.1. Влияние аэрации на активность ферментов денитрификации в клетках НурЦо1п1сгоЫиш гз .
6.2. Влияние аэрации на синтез ферментов денитрификации у НурЬот1сгоЬ1г1т г3 И XV
6.3. Образование закиси и окиси азота при переходе от аэробиоза к анаэробиозу .
ЗАКЛЮЧЕНИЕ .
ВЫВОДЫ.
ЛИТЕРАТУРА


По данным голландских исследователей, при анаэробном инкубировании самых различных образцов с нитратом и соединениями метанол, метиламин, диметиламин, триматиламин наблюдается развитие накопительных культур, в которых доминируют гифомикробы , , , , . Формиат, в отличие от других соединений, в присутствии нитрата обеспечивает доминирование в накопительных культурах . И С формиатом , , . Для среды с метанолом селективность метода в отношения гифомикробов проверяли в диапазоне 5,,5 и при различных концентрациях метанола и нитрата. Потеря специфичности накопительной процедуры по отношению к гифомикробам наблюдалась лишь при низкой концентрации метанола и нитрата и то лишь в случаях, когда инокулят был богат органическими веществами , , . Метод позволил авторам выделить ряд чистых культур ii, способных к метилотрофной денитрификации. Ранее , Ноаге, с нитратом и метанолом был выделен штамм ii и показана способность к денитрификации с метанолом У выделенного аэробно ii В2. Единственным не относящимся к гифомикробам организмом, для которого показана денитрификация с соединением иным, чем формиат с метанолом, является iii , , . Представители рода ii обладают характерной морфологией. Это короткие палочки, размножающиеся почками, образующимися на концах моно или биполярных выростов клеток гиф i, а. Наличие не более чем двух гиф на клетку отличает род ii ОТ рода ii, представители которого способны к образованию нескольких гиф iv, i, . Морфологически сходные с ii представители ii i, , отличаются ОТ гифомикробов способностью к фотосинтезу. Сходной с ii морфологией обладают представители i, , не обнаруживающие родства с гифомикробами при гибридизации ДНКДНК , i, и достаточно отдаленное родство при гибридизации ДНКрРНК Ыооге, . По мнению ряда исследователей , , , , простым и важным разграничивающим признаком для этих родов является отношение к соединениям. В то время как представители ИХ не используют, для ii характерно использование и даже предпочтение одноуглеродных соединений. Внутриродовая систематика ii в настоящее время не разработана, и авторы, работающие с этими организмами, как правило ограничиваются родовым названием и штаммовыми обозначе
ниями. По вопросу о возможности роста гифомикробов за счет соединений иных, чем одноуглеродные, наблюдается расхождение мнений. По данным Хардера И Аттвуд , , , все из проверенных ими штаммов росли за счет соединений, некоторые штаммы могли расти также за счет ацетата, этанола, оксибутирата который метаболизируется через ацетилКоА. Ни один из штаммов не рос с иными 2 соединениями. Хардер и Аттвуд считают, что мнение о том, что гифомикробы могут расти с иными органическими соединениями i, а i, с , Ноаге, и др. Показано отсутствие у исследованных штаммов гифомикробов пируватдегидрогеназного комплекса . Логинова с соавт. Штамм ii не растет с метанолом, формиатом, метиламином, этанолом или ацетатом, однако способен развиваться за счет использования диметилсульфоксида или диметилсульфида соединения, не содержащие СС связи. Рост возможен лишь в аэробных условиях, но не анаэробно с нитратом . Выделен штамм ii . Аэробный рост также возможен с метанолом, метиламинами и рядом С2 и соединений, метаболизируемых, повидимому, через ацетилКоА. Проверка возможности денитрификации с метанолом и дихлорметаном дала отрицательный ре
зультат. Есть сообщение i . Н2О2СО2 штамма ii . Этот организм должен быть способен к автотрофной ассимиляции С. Каким образом он осуществляет ассимиляцию единиц при росте с метанолом неизвестно. Исследованные В биохимическом отношении штаммы ii осуществляют ассимиляцию соединений по сериновому пути после образования из них формальдегида . Логинова С СОЭВТ. Механизм регенерации глиоксилата для замыкания серинового пути в цикл у гифомикробов неизвестен. Первоначальное мнение о наличии у гифомикробов изоцитратлиазы . Логинова с соавт. У ii обнаружены оксипируватредуктаза и 2оксиглутаратдегидрогеназа . Кортстее , 8О для I И . Правда, существование Такого механизма регенерации глиоксилата у метилотрофов остается под сомнением, так как другим авторам i . Кортстее на I не удалось.