Влияние газового субстрата на гидрогеназную активность и концентрации цитохромов в клетках водородокисляющих бактерий

• Автор: Гусейнов, Олег Аладдин оглы
• Шифр специальности: 03.00.23
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2008
• Место защиты: Красноярск
• Количество страниц: 156 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ .

Глава 1. ВОДОРОДОКИСЛЯЮЩИЕ БАКТЕРИИ ВИДОВОЙ

СОСТАВ И РАСПРОСТРАНЕНИЕ, МЕТАБОЛИЗМ,

МЕТОДЫ КУЛЬТИВИРОВАНИЯ И ИММОБИЛИЗАЦИИ ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

1.1. Видовой состав и распространение водородокисляюших

бактерий

1.2. Метаболизм аэробных водородокисляющих бактерий

1.3. Особенности метаболизма водородокисляющих бактерий,

способных расти на моноксиде углерода.

1.4. Специфика культивирования водородокисляющих

микроорганизмов.
1.4.1. Методы и техника культивирования.
1.4.2. Особенности газового питания.
1.5. Биосинтез и трансформация веществ иммобилизованными
клетками микроорганизмов
Глава 2. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ
2.1. Микроорганизмы
2.2. Культивирование и методики измерения параметров
процесса
2.3. Физиологические исследования
2.4. Контроль химических параметров культивирования,
определение биохимического состава и энзиматические исследования биомассы.
2.5. Использование препаратов гидрогеназ и иммобилизованных
клеток водородокисляющих бактерий для регистрации концентрации водорода в среде и восстановления НАДН
Глава 3. ВЛИЯНИЕ УСЛОВИЙ ГАЗОВОГО ПИТАНИЯ НА РОСТ И ФИЗИОЛОГОБИОХИМИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ВОДОРОДОКИСЛЯЮЩИХ БАКТЕРИЙ
3.1. Энергетическая эффективность роста и физиологобиохимические характеристики культуры в условиях, обеспечивающих максимальную скорость роста
3.2. Влияние лимитирования и ингибирования роста культуры компонентами газовой среды на характеристики системы энергообмена
3.2.1. Лимитирование и ингибирование роста
кислородом.
3.2.2. Лимитирование роста двуокисью углерода
и водородом
3.3. Физиологобиохимические характеристики клеток при лимитировании и ингибировании роста культуры компонентами газовой среды .
Глава 4. ЭНЕРГЕТИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ РОСТА И
ФИЗИОЛОГОБИОХИМИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ КУЛЬТУРЫ ВОДОРОДОКИСЛЯЮЩИХ БАКТЕРИЙ ПРИ ИГИБИРОВАНИИ МОНОКСИДОМ УГЛЕРОДА.
4.1. Зависимость активностей гидрогеназ и концентраций цитохромов в клетках бактерий от концентрации моноксида углерода .
4.2. Влияние моноксида углерода на энергетическую эффективность роста водородокисляющих бактерий
4.3. Влияние моноксида углерода на физиологобиохимические характеристики клеток.
Глава 5. БИОТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ ПОТЕНЦИАЛ ГИДРОГЕНАЗ
ВОДОРОДОКИСЛЯЮЩИХ БАКТЕРИЙ
5.1. Определение условий культивирования, обеспечивающих высокую гидрогеназную активность в клетках водородокисляющих бактерий.
5.1.1. Определение параметров культивирования
УсагЬохусдЬусгоепа Ъ НО
5.1.2. Определение параметров культивирования
IV. еигорИа 1
5.2. Исследование аналитической полиферментной системы, содержащей НАДзависимую гидрогеназу V.1, редуктазу и люциферазу светящихся
бактерий.
5.3. Исследование иммобилизованных клеток V. ТЛ
5.3.1. Стабилизация гидрогсназной активности клеток водородных бактерий при их иммобилизации.
5.3.2. Использование иммобилизованных клеток Ц.еШгорка
ЪЛ для получения НАДН
ВЫВОДЫ
ЛИТЕРАТУРА


А.Заварзина они являются типичными представителями группы микрофлоры рассеяния, которая перерабатывает рассеиваемые из анаэробной зоны продукты обмена микробовгидролитиков и первичных анаэробов Заварзин, . Работы по выделению и изучению новых видов водородокисляющих бактерий интенсивно ведутся в ФРГ, Японии, Швейцарии, Англии, России. Сотрудниками института микробиологии РАН под руководством Г. Среди этих микроорганизмов есть автотрофы и гетеротрофы, аэробы и анаэробы, мезофилы и термофилы. Для строгих анаэробов окисление водорода выявлено у i, i, ii i vii, i, i, i, Vii среди факультативных анаэробов , ii, i, , , ii, ii среди аэробов i, , ii, , , ii, , i, , vi, i, Заварзин, , Кондратьева, , , , i, , , , i . По мнению Е. Н.Кондратьевой Кондратьева, , хемоавтотрофия на основе молекулярного водорода как источника энергии явление широко распространенное в природе среди микроорганизмов, может быть, даже в большей степени, чем хемоавтотрофия на основе окисления других неорганических субстратов. Для большинства хемоавтотрофов окисление водорода связано с получением энергии значительное число водородокисляющих бактерий растет в автотрофных условиях. Однако известны также и хемолитогетеротрофные формы, нуждающиеся в органических веществах для синтетических процессов. Исходно наибольший интерес вызывали автотрофные водородокисляюпдие бактерии, растущие в аэробных условиях. Однако в дальнейшем появилось много работ, в которых характеризуются анаэробные водородокисляющие микроорганизмы метан и ацетатобразующие . Заварзин, Розанова, Иванов, , . Среди микроорганизмов, способных окислять молекулярный водород, есть бактерии, для которых акцептором электронов являются нитраты, нитриты, закись азота к ним относятся iii Заварзин, и i i v. Балашова, Заварзин. Нуi Намсараев, Ножевникова, i . Слабова, Никитин, . Медленно растущие грамположитсльные бактерии родов i и i в отличие от олиготрофных водородокисляющих бактерий растут за счет следовых загрязнений, присутствующих в воздухе Беляева, а, б. Описаны водородокисляющпе фамположительные бактерии с мицелпальным ростом . Как отмечает Г. А.Заварзин, литотрофный рост водородокисляющих бактерий может сочетаться с различными другими свойствами, характерными для вполне определенных физиологических групп, поэтому разумно предполагать существование данных бактерий в разных условиях, где только возможно образование водорода Заварзин, . Известно, что некоторые водородокисляющие бактерии способны к азотфиксации Беляева, а. Нитрогеназная активность зафиксирована у Соуупеi iii и i v Федоров, Калиновская, Калиновская, Ножевникова, v, , . В настоящее время среди изученных свободноживущие азотфиксирующие водородные бактерии X v i . Способность водородных бактерий к денитрификации была установлена еще А. Ф.Лебедевым Лебедев, . Описан организм, растущий оргаиотрофно в атмосфере гремучего газа, а также с водородом и нитритом ii, . Следует отметить, что молекулярный водород используют также фоготрофные микроорганизмы различных таксономических групп, в том числе пурпурные и зеленые бактерии, цианобактерии, зеленые, красные и диатомовые водоросли Кондратьева, Гоготов, . Для всех этих организмов молекулярный водород может служить донором электронов при фотоассимнляции ССЬ, обеспечивая энергией синтетические процессы. Помимо СС2, водородокисляютцис бактерии в качестве источника углерода могут использовать разнообразные органические соединения и переключаться с литотрофного на органотрофпый рост. Однако набор используемых органических субстратов и степень адаптивности синтеза ферментативных систем, связанных с использованием того или иного органического вещества у разных видов широко варьируют vi . Водородокисляющими бактериями метаболизируются многие ароматические соединения бензойная и оксибензойная кислоты, фенол, триптофан, антранилат, катехин, бензоат , i, . Суровцева, Вольнова, , фенантрен i . Бактерии, окисляющие водород, также способны метаболизировать и сложные хлороргапические и циклические соединения, являющиеся загрязнителями окружающей среды. Показана способность . ДЦТ и его аналоги , x, 3хлорбензойную и 4метил2хлорфенолуксусную, 2хлорфеиолуксусную кислоты, фенол i .