Сульфатредуцирующие бактерии - продуценты углеводородов

• Автор: Багаева, Татьяна Вадимовна
• Шифр специальности: 03.00.07
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 1998
• Место защиты: Казань
• Количество страниц: 271 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

Глава 1 Синтез углеводородов бактериями

Глава 2 Физиология и биохимия сульфатредуццрутщх

бактерий
ЗАКЛЮЧЕНИЕ

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ

Глава 3 Объекты и методы исследований

3.1 Объекты исследований

3.2 Питательные среды

3.3 Культивирование бактерий
3.4 Газовые смеси
3.5 Определение количества клеток
сульфатредуцирующих бактерий
3.6 Определение содержания белка в
культуральной жидкости
3.7 Определение удельной скорости роста
бактерий 1
3.8 Определение длительности лагфазы
3.9 Получение экстрактов клеток бактерий
3. Определение и ЕЬ в культуральной
жидкости
3. Анализ газообразных соединений
3. Определение углеводородов газохроматографическим и массспектрометрическим
методами
3. Определение кислородсодержащих продуктов
кислот и спиртов методом гавожидкостной хроматографии
3. Тонкослойная хроматография
3. Определение включения С и 3Н в
биомассу бактерий и продукты жизнедеятельности клеток
3. Аналитические методы
3. Определение лактата и пирувата
3. Определение активности формиатде
гидрогеназы
3. Устройство для создания различных
значений окислительновосстановительного потенциала среды при культивировании сульфатредуцирующих бактерий
3. Характеристика биореактора используемого
для моделирования экспериментов
3. Математическая обработка результатов
исследований
Глава 4 Способность сульфатредуцирующих бактерий
продущровать внеклеточные углеводороды
4.1 Способность Сеэи1Гоу1Ьг1о безиЗГипсапэ
к синтезу внеклеточных углеводородов в
условиях гетеротрофного роота
4.2 Сравнительная характеристика спектров
внутри и внеклеточных углеводородов ОезиНоУЬго безиигсапБ
4.
Глава
5.
5.3.
Способность других представителей сульфатредуцирующих бактерий к синтезу внеклеточных углеводородов в условиях гетеротрофного роста
Способность сульфатредуцирующих бактерий к синтезу внеклеточных углеводородов в условиях литогетеротрофного роста
Способность сульфатредуцирующих бактерий к синтезу внеклеточных углеводородов в условиях автотрофного роста
Влияние различных факторов на рост и
образование внеклеточных углеводородов
су льфатредупирующими бактериями
Влияние различных сточников углерода и энергии на рост и образование углеводородов 0ези1Гоч1Ьг1о безиНиНсапз ВКМ
Влияние неорганических акцепторов электронов на рост и образование углеводородов Веэи1ГоуНэгш бези1Гиг1саиБ ВКМ
Влияние физикохимических факторов на рост и образование углеводородов сульфатредуцирующими бактериями
Влияние среды на рост и образование углеводородов Бези1Гоч1Ьг1о СезиН иг Юапз ВКМ
Влияние окислительно восстановительного потенциала среды на рост и образование углеводородов 0езц1Гоч1ЬПо безиКигХсалэ
Глава
5.3.3 Влияние соотношения Нг СОг в газовой фазе на рост и образование углеводородов 0ези1Гоу1Ьг1о бези1Гиг1сапз ВКМ
5.4 Влияние других факторов на рост и
образование углеводородов 0ези1Гоу1Ьг1о безиХГиПсапэ ВКМ
5.4.1 Влияние органического азота на рост и образование углеводородов Рези1Гоу1Ьг1о безиИиПсапз ВКМ
5.4.2 Влияние фосфатов на рост и образование углеводородов сульфатредуцирующими бактериями
5.4.3 Синтез углеводородов 0ези1Гоу1Ьг1о Сези1ГиПсапз ВКМ при выращивании бактерий в лабораторном биореакторе
5.4.4 Моделирование образования углеводородов 0ези1Гоу1Ьг1о СезиИГиПсапэ ВКМ при росте культуры в биореакторе
6 Механизм синтеза внеклеточных углеводородов Вези1Тоу1ЬПо бегиГиг 1сапн ВКМ
6.1 Участие лактата в синтезе углеводородов
0ези1Гоу1Ьг1о бези1Гиг1сапз ВКМ
6.2 Участие ацетата в синтезе углеводородов
ОезиИГоуНэгю бези1Гигсапз ВКМ
6.3 Участие С в синтезе углеводородов
Рези1ГоУ1Ьг1о безиХГигхсапэ ВКМ
6.4 Участие формиата в синтезе углеводородов
ОезиГоу1Ьг1о безиИиНсапз ВКМ
6.5 Распределение меченого углерода в продуктах метаболизма ОезиКочШНо бези1Гигсапз
ВКМ при синтезе углеводородов
6.6 Участие молекулярного водорода и водорода воды в синтезе углеводородов 0ези1Гоч1Ьг1о 1ези1Гиг1сапз ВКМ
Глава 7 Применение газохроиатографического метода для определения интенсивности образования углеводородов сульфатрсдуинрукщши бактериями в различных природных объектах
ОБСУЖДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ
ЛИТЕРАТУРА
ВВЕДЕНИЕ
Актуальность


Кроме жирных кислот, исходным субстратом для синтеза углеводородов могут выступать аминокислоты, которые в процессе метаболизма клеток трансформируются в жирные кислоты или полимеризуются. Возможность использования меченых аминокислот для синтеза углеводородов показана на культуре . Ого, , i, . Углеводы также являются субстратами для синтеза углеводородов. Основная реакция в процессе преобразования этих соединений гидрогенизация. Интересным является факт, что при росте некоторых микроорганизмов на средах, содержащих различные углеводороды в качестве источника углеродного питания, происходит их трансформация в другие соединения углеводородной природы. Так показана способность бактерий рода i, , i, при росте на углеводородах и их производных, таких как этан, пропан, бутан, 2бутен, изопрен и других, синтезировать изомеры 1,2элоксипропан и 2,3эпоксибутан i, , , . При росте на среде с Се i2 налканами или 1алкенами,
v окисляет эти субстраты с образованием 3гидроксил жирной кислоты, которая полимеризуется в клетках с образованием поли 3гидроксил алканатов i ,. Аккумуляция этих соединений происходит и при росте клеток на среде с минимальным количеством азота, но избытке углерода , i, i, i, , i, i, . Среди газообразных углеводородов наиболее обстоятельно изучен синтез метана, осуществляемый метаногенами, которые имеют ряд уникальных коферментов, участвующих в этом процессе . Беляев, , . Показана особенность путей образования метана из ацетата по сравнению с использованием СОг , . Образование метана у других микроорганизмов возможно происходит также как у метаяогенов, особенно у тех видов, в составе которых обнаружен фактор 0. I , . Синтез других углеводородов требует дополнительного изучения. Проблема биосинтеза углеводородов бактериями неизбежно связана с транспортом этих соединений через поверхностные структуры клеток. Только низкомолекулярные жидкие углеводороды от Сю, а также некоторые ароматические углеводороды могут незначительно растворяться в воде. Более высокомолекулярные гомологи практически нерастворимы в воде и транспорт их черев поверхностные структуры клеток затруднен. Возможно, что клетки используют те же механизмы, которые функционируют в них при потреблении налканов в качестве субстратов. Прежде всего, отмечается достаточно высокое сродство поверх
ностных структур клетки и углеводородов. Ферменты, осуществляющие активный перенос алифатических углеводородов в микробную клетку, не обнаружены. Предполагается, что углеводороды способны растворяться в липофильной оболочке и, в случае поглощения, диффундировать к ее внутренней поверхности, где они трансформируются Коронелли, . Наибольшее количество липофильных участков обнаруживается в клеточной стенке микобактерий, поэтому транспорт гексодекана у этих микроорганизмов происходит пассивнодиффузионным путем Бинюков и др. Для культуры А. Это вещество способствует внедрению углеводородов в толщу стенки и последующему их растворению в липидах, а также выходу гранулярного вещества из клеток Красильников с соавт. Можно предположить, что для бактерий необогащенных липофильными структурами, также имеются определенные участки формирования каналов прохождения налканов с молекулярной цепочкой, содержащей более атомов углерода. Кроме того, возможно, что часть системы транспорта для углеводородов составляют гликолипиды, локализованные в клеточной стенке, вызывающие образование углеводородных микроэмульсий, которые могут проходить черев поверхностные слои различных микроорганизмов. Этот путь транспорта с помощью электронной микроскопии был показан у бактерий, растущих на углеводородах Готтшадк,. Не исключается и возможность синтеза углеводородов на поверхности клеток бактерий. В заключение необходимо отметить, что анализ данных литературы о способности микрорганиэмов в частности, бакте
рий к синтезу углеводородов, несмотря на большой интерес исследователей к данному вопросу, остается слабо изученным. Практически нет работ о способности бактерий к синтезу внеклеточных жидких углеводородов, которые могут иметь значение в образовании нефти в природе.