Размещено на http://www.allbest.ru/

Національна академія наук України

Інститут мікробіології і вірусології ім. Д.К. Заболотного

УДК 579.[846.2:26:22:243]:576.31:546.221.1

АВТОРЕФЕРАТ

дисертації на здобуття наукового ступеня кандидата біологічних наук

Структурно-біохімічні зміни в клітинах мікроорганізмів за умов впливу гідроген сульфіду

03.00.07 - мікробіологія

Галушка Андрій Андрійович

Київ-2011

Дисертацією є рукопис.

Робота виконана на кафедрі мікробіології Львівського національного університету імені Івана Франка Міністерства освіти і науки, молоді та спорту України.

Науковий керівник:кандидат біологічних наук, професор Гудзь Степан Петрович, Львівський національний університет імені Івана Франка, завідувач кафедри мікробіології

Офіційні опоненти:

доктор біологічних наук, професор Гвоздяк Петро Ілліч, Інститут колоїдної хімії та хімії води ім. А. В. Думанського НАН України, головний науковий співробітник

кандидат технічних наук, доцент Степура Лариса Григорівна, Київський національний університет імені Тараса Шевченка, доцент кафедри мікробіології та загальної імунології

Захист відбудеться “18” травня 2011 р. о 12⁰⁰ годині на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 26.233.01 Інституту мікробіології і вірусології ім. Д.К. Заболотного НАН України за адресою: Д 03680, Київ, МСП, вул. Заболотного, 154.

З дисертацією можна ознайомитись у бібліотеці Інституту мікробіології і вірусології ім. Д.К. Заболотного НАН України за адресою: Д 03680, Київ, МСП, вул. Заболотного, 154.

Автореферат дисертації розіслано “15“ квітня 2011 р.

Вчений секретар спеціалізованої вченої ради, кандидат біологічних наук, старший науковий співробітник Пуріш Л.М.

Загальна характеристика роботи

Актуальність теми. Багаторічна промислова розробка Язівського сіркового родовища порушила природні процеси мікробної трансформації Сульфуру, що підтримували рівновагу його сполук у цьому районі. Відкритий спосіб видобутку сірки зробив її доступною для впливу атмосферного кисню, створив оптимальні умови для діяльності аеробних сіркоокиснюючих бактерій. Нагромаджувані продукти їхньої життєдіяльності - сульфати - при заповненні колишніх копалень водою опинилися в анаеробних умовах і, як наслідок, активізували розвиток сульфатвідновлювальних бактерій, продуктом життєдіяльності яких є гідроген сульфід. Останній є небезпечною отруйною речовиною. Механізм його дії малодосліджений. У зв'язку з цим необхідним завданням при проведенні рекреаційних робіт є дослідження процесів біосинтезу гідроген сульфіду та його регуляції в озері Яворівське та впливу цієї сполуки на структурно-біохімічні властивості мікроорганізмів.

Зв'язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Дисертаційна робота виконана в межах наукових досліджень, які проводяться на кафедрі мікробіології Львівського національного університету імені Івана Франка за темами:

- Бм-04Ф "Особливості мікробіологічних процесів метаболізму сірки у сірковидобувних районах", державний реєстраційний номер 0105U002213 (2005-2008 рр.);

- Ф25/699-2007 "Структурні та біохімічні зміни у клітинах бактерій та дріжджів під впливом сірководню", державний реєстраційний номер 0107U006904 (2007 р.);

- Бм-204П "Мікробіологічні перетворення сполук сірки у водоймах сірковидобувних регіонів та їх регулювання", державний реєстраційний номер 0108U004126 (2008-2009 рр.);

- Ф25/124-2008 "Генетичні та біохімічні зміни у клітинах бактерій та дріжджів під впливом гідроген сульфіду", державний реєстраційний номер 0108U006475 (2008-2009 рр.)

Мета і завдання дослідження. Метою роботи було встановити джерела забруднення озера Яворівське гідроген сульфідом та визначити, які структурно-біохімічні зміни спричиняє ця сполука в бактерій і дріжджів.

Для досягнення мети були поставлені такі завдання:

1. Дослідити розповсюдження у водах озера Яворівське мікроорганізмів різних фізіологічних груп;

2. Дослідити розповсюдження сульфат- і сірковідновлювальних бактерій у озері Яворівське та умови утворення ними гідроген сульфіду;

3. Визначити чутливість представників різних фізіологічних груп мікроорганізмів до H₂S;

4. Дослідити фізіолого-біохімічні та морфологічні зміни в клітинах бактерій і дріжджів за умов впливу гідроген сульфіду:

- зміни швидкості поглинання кисню та активності ізоцитратдегідрогенази;

- вплив H₂S на процес спиртового бродіння;

- зміни фотосинтезувального апарату зелених сіркових бактерій Chlorobium limicola;

- цитологічні зміни в клітинах мікроорганізмів.

Об'єкт дослідження: утворення гідроген сульфіду сульфат- і сірковідновлювальними бактеріями озера Яворівське.

Предмет дослідження: структурні, фізіологічні та біохімічні зміни в клітинах бактерій і дріжджів, що виникають за дії гідроген сульфіду.

Методи дослідження: лабораторні методи: хімічні (для визначення хімічного складу води, кількісного визначення кислот та етанолу), мікробіологічні (для відбору проб води та виділення мікроорганізмів із неї, підрахунку кількості, вивчення культуральних і фізіологічних особливостей мікроорганізмів та зберігання культур у живильному середовищі), біохімічні (для визначення активності ферментів та отримання екстрактів фотосинтезувальних пігментів), фізико-хімічні (для визначення хімічного складу води та кількісного визначення сульфатів, гідроген сульфіду, глюкози, фотосинтезувальних пігментів, біомаси, одержання мікрофотографій бактерій і дріжджів, визначення швидкості поглинання кисню); методи математичної статистики (для аналізу і оцінки достовірності отриманих результатів).

Наукова новизна одержаних результатів. У роботі продовжено розпочатий на кафедрі мікробіології Львівського національного університету імені Івана Франка екологічний моніторинг хімічного складу води та розповсюдження різних мікроорганізмів, зокрема, сульфатвідновлювальних бактерій, у озері Яворівське. Вперше визначено кількість сірковідновлювальних бактерій у цій водоймі, виділено культури психрофільних сульфатвідновлювальних бактерій з озера Яворівське. Досліджено закономірності утворення гідроген сульфіду виділеними культурами.

Вперше проведено порівняльні дослідження впливу гідроген сульфіду на про- та еукаріотичні мікроорганізми з різним типом метаболізму. Вперше показано дію гідроген сульфіду на S. cerevisiae, P. guilliermondii, B. subtilis та E. coli. Отримано нові дані про чутливість мікроорганізмів до гідроген сульфіду та про його вплив на швидкість поглинання кисню та вперше досліджено вплив H₂S на ультраструктуру клітин, активність ізоцитратдегідрогенази, алкогольдегідрогенази та процес спиртового бродіння. Вперше отримано дані про вплив H₂S на якісний та кількісний склад фотосинтезувальних пігментів фототрофних бактерій.

Практичне значення одержаних результатів. Результати дисертаційної роботи можна використати для розробки шляхів регулювання рівня гідроген сульфіду у водоймах сірковидобувних регіонів, зокрема, озера Яворівське, а також для розробки ефективних біотехнологій для очищення середовища від сульфатів. Вивчення впливу різних факторів на утворення H₂S дасть можливість знизити рівень забруднення довкілля цією сполукою.

Результати роботи використовуються при викладанні лекційних курсів для студентів біологічного факультету Львівського національного університету імені Івана Франка, зокрема, загального курсу "Мікробіологія" та спецкурсу "Екологія мікроорганізмів".

Особистий внесок здобувача. Згідно з метою і завданнями роботи здобувачем особисто за темою досліджуваних питань опрацьовано значний обсяг літератури, досліджено розповсюдження мікроорганізмів у озері Яворівське, утворення ними гідроген сульфіду, виділено та ідентифіковано чисті культури сірковідновлювальних та сульфатвідновлювальних бактерій і досліджено їхній ріст та нагромадження ними гідроген сульфіду, визначено вплив останнього на ріст і виживання мікроорганізмів, активність алкогольдегідрогенази та ізоцитратдегідрогенази, інтенсивність процесів бродіння та склад фотосинтезувальних пігментів C. limicola.

Разом із науковим керівником, професором С. П. Гудзем проведено аналіз та інтерпретацію отриманих результатів, сформульовано основні положення дисертаційної роботи та підготовлено до друку наукові публікації.

Відбір проб води та мулу здійснено спільно зі співробітниками ВАТ "Гірхімпром", хімічний аналіз води - спільно з працівниками кафедри аналітичної хімії Львівського національного університету імені Івана Франка, визначення швидкості поглинання кисню - спільно з працівниками кафедри фізіології людини і тварин Львівського національного університету імені Івана Франка. Електронномікроскопічні дослідження здійснено спільно з завідувачем міжфакультетської лабораторії електронної мікроскопії, п. н. с. О. Р. Кулачковським (Львівський національний університет імені Івана Франка).

Апробація результатів дисертації. Результати дисертації представлено на Міжнародній науковій конференції студентів і молодих науковців "Modern problems of microbiology and biotechnology" (Одеса, 2007), Другій Польсько-Українській Вейглівській конференції “Microbiology in the XXI century" (Варшава, 2007), Другій Міжнародній конференції молодих учених "Біологія: від молекули до біосфери" (Харків, 2007), IV та V міжнародних наукових конференціях студентів та аспірантів "Молодь і поступ біології" (Львів, 2008, 2009), 12-й Міжнародній Пущинській школі-конференції молодих науковців "Биология - наука XXI века" (Пущино, 2008), XII З'їзді Товариства мікробіологів України ім. С. М. Виноградського (Ужгород, 2009), наукових конференціях професорсько-викладацького складу і наукових співробітників Львівського національного університету імені Івана Франка (Львів, 2007, 2008, 2009, 2010), наукових семінарах кафедри мікробіології Львівського національного університету імені Івана Франка.

Публікації. За результатами дисертації опубліковано 16 наукових праць, зокрема, 4 статті у виданнях, що входять до переліку ВАК України, 11 тез доповідей на міжнародних конференціях, 1 деклараційний патент на корисну модель.

Структура та обсяг дисертації. Дисертаційна робота викладена на 140 сторінках машинописного тексту і складається з розділів "Вступ", "Огляд літератури", "Матеріали та методи досліджень", "Результати досліджень та їхнє обговорення", "Підсумок", "Висновки", "Список літератури", який містить 181 посилання, "Додатки". Робота містить 15 таблиць та 33 рисунки.

Основний зміст роботи

Огляд літератури

В огляді літератури наведено дані про фізико-хімічні властивості гідроген сульфіду та шляхи його утворення в природі. Охарактеризовано шляхи, механізми та наслідки впливу цієї сполуки на живі організми. Описано як негативні наслідки дії гідроген сульфіду на організми, так і його участь у нейрогуморальній регуляції. Особливу увагу приділено впливу H₂S на мікроорганізми.

Матеріали та методи досліджень

У роботі використовували дріжджі Saccharomyces cerevisiae D-1-S, Pichia guilliermondii ATCC 9058, бактерії Escherichia coli B-5-E, Bacillus subtilis ВКМ-В-428, Desulfovibrio desulfuricans Ya-11 та Chlorobium limicola ІМВ К-8** Штам був раніше відомий як Chlorobium limicola Ya-2002 з колекції мікроорганізмів кафедри мікробіології Львівського національного університету імені Івана Франка, а також мікроорганізми, зокрема, сірковідновлювальні та сульфатвідновлювальні бактерії, виділені нами з озера Яворівське.

S. cerevisiae та P. guilliermondii вирощували в середовищі Беркгольдера (Burkholder, 1943). Для вирощування B. subtilis використовували середовище Спіцайзена (Бреслер и др., 1997). Всі вищезгадані мікроорганізми культивували при 30єС. Для культивування E. coli використовували МПБ, МПА та модифіковане середовище М9 (Боярин и др., 2000; Current protocols in molecular biology, 1987). Бактерії культивували при 30-37єС. D. desulfuricans та інші сульфатвідновлювальні бактерії культивували в середовищах Постгейта В та С (Postgate, 1984). Для вирощування сірковідновлювальних бактерій сполуки з сульфатами замінювали на солі інших кислот з додаванням сірки. C. limicola вирощували в модифікованому середовищі GSB (Overmann , 2000) з додаванням 1 г/л натрій пірувату та 1 г/л натрій ацетату. Ці бактерії культивували за умов постійного освітлення (червоний світлофільтр, 40 лк).

Сапрофіти, зокрема, амоніфікатори, вирощували на МПА, мікроскопічні гриби - на сусло-агарі, целюлозоруйнувальні аеробні бактерії - на середовищі Гетченсона, нітрифікатори - на середовищі Виноградського, олігонітрофіли - на середовищі Ешбі, ціанобактерії - на суміші Кнопа, нейтрофільні безбарвні сіркоокиснюючі бактерії - на середовищі Беєринка, ацидофільні безбарвні сіркоокиснюючі бактерії - на середовищі Сільвермана-Люндгрена 9К, фотосинтезувальні пурпурові і зелені сіркобактерії - на середовищі Ван Ніля (Гудзь та ін., 2003; Winogradsky, 1888; Каравайко и др., 1972; Van Niel, 1957).

P. guilliermondii та B. subtilis, сапрофіти, мікроскопічні гриби, целюлозоруйнувальні бактерії, нітрифікатори, олігонітрофіли, ціанобактерії та безбарвні сіркобактерії вирощували в аеробних умовах (на качалці при 150 об./хв або на чашках Петрі), D. desulfuricans і інші сульфатвідновлювальні, сірковідновлювальні бактерії, пурпурові та зелені сіркобактерії, зокрема, C. limicola, - в анаеробних при 27єС. Психрофільні сульфатвідновлювальні бактерії культивували в анаеробних умовах при 12єС. Умови культивування факультативних анаеробів S. cerevisiae та E. coli відрізнялися в різних дослідах (див. нижче).

Відбір проб води (з глибини 0-70 м) та мулу (з глибини 30 см від його поверхні) для підрахунку кількості та виділення бактерій здійснювали методом Столбунова-Рябова (Родина, 1965). Для визначення кількості бактерій проби висівали на чашки з агаризованим середовищем і підраховували кількість колоній.

Для виділення культур проводили багатократні розсіви окремих колоній. Пересівання культур супроводжували мікроскопічним контролем для запобігання зараження сторонніми мікроорганізмами. На кінцевому етапі виділення сірковідновлювальних бактерій культури висівали на середовища: з сульфатами без сірки та з сіркою без сульфатів для того, щоб вибрати лише ті, які здатні відновлювати сірку, але не здатні використовувати сульфати як акцептор електронів. Виділені культури зберігали при 4єС в середовищі з 0,8% агару.

Для ідентифікації сульфатвідновлювальних бактерій досліджували їхню здатність використовувати різні джерела Карбону, визначали форму клітин, а також здатність бактерій до спороутворення. Для цього культуру бактерій нагрівали до 80єС протягом 10 хв, після чого її висівали на чашки. Після такого оброблення виростають лише спороутворюючі види. Для ідентифікації сірковідновлювальних бактерій їх вирощували при різних значеннях температури (30 та 55єС), культивували на агаризованому середовищі без солей Феруму для визначення кольору колоній, а також у середовищі з різними акцепторами електронів та донорами Карбону. Також визначали форму клітин.

Концентрацію Ca²⁺ та Mg²⁺ визначали титриметрично, Na⁺ та K⁺ аналізували методом полум'яно-емісійної спектрометрії (СФ Flahho-4 Carl Zeiss, Jena), SO₄^2-, HCO₃^-, Cl^-, NO₃^-, Fe²⁺, F^- - фотоелектроколориметрично (КФК-3) (Лурье, 1984; Лурье и др., 1974; Марченко, 1971; ГОСТ 23862.32-79, 1980; ГОСТ 26426-85, 1985).

Концентрацію Zn²⁺ та Mn²⁺ визначали атомно-абсорбційним методом (ГОСТ 14048.18-99, 2001; Смагунова и др., 1995). Вміст органічних речовин у воді та мулі визначали гравіметрично (Harvey, 1999). рН вимірювали потенціометрично на рН-метрі рН-150М. Загальну твердість води визначали як сумарну кількість міліграм-еквівалентів іонів Кальцію та Магнію.

Концентрацію гідроген сульфіду в культуральній рідині визначали фотоелектроколориметрично двома методами: перший ґрунтується на реакції H₂S із вісмут нітратом (Dean, 1966), а другий - із п-амінодиметиланіліном (Pat. 6,340,596 B1 USA, 2002).

Для дослідження впливу гідроген сульфіду на ріст мікроорганізмів їх вирощували в аеробних та анаеробних умовах у середовищі з різними концентраціями гідроген сульфіду. В процесі вирощування бактерій та дріжджів вимірювали біомасу та концентрацію гідроген сульфіду.

Для дослідження виживання мікроорганізмів клітини в експоненційній фазі росту осаджували, відмивали і ресуспендували в стерильному фосфатному буфері (рН 7,0). До суспензії вносили розчин натрій сульфіду (джерела гідроген сульфіду). Після інкубації розведену суспензію клітин використовували для посіву на чашки Петрі з агаризованим середовищем. Контролем були клітини, інкубовані без Na₂S.

Інтенсивність спиртового бродіння оцінювали за швидкістю використання глюкози та нагромадження етанолу й органічних кислот у середовищі культивування (Гудзь и др., 1990, Крешков , 1976). Концентрацію гідроген сульфіду підтримували на сталому рівні.

Швидкість поглинання кисню визначали електрополярографічно (Руководство по изучению биологического окисления полярографическим методом, 1973). Активність НАД-залежної ізоцитратдегідрогенази визначали методом Ліна (Lin, McAlister-Henn, 2003), НАДФ-залежної ізоцитратдегідрогенази - методом Канао (Kanao et al., 2002), НАД-залежної алкогольдегідрогенази (АДГ) - за (Chinnawirotpisan et al., 2003). Концентрацію білків визначали методом Лоурі (Lowry et al., 1951).

Бактеріохлорофіли й каротиноїди визначали спектрофотометрично (Паперно и др., 1977; Britton, 1985; Frigaard et al., 1996). Розділення пігментів здійснювали методом тонкошарової хроматографії з використанням пластинок “Sorbfil” (Росія) (Мусієнко та ін., 2001). Ідентифікацію пігментів проводили за забарвленням на хроматограмах, значеннями Rf та максимумами поглинання при різних довжинах хвиль (Frigaard et al., 1996; Oelze, 1985). озеро мікроорганізм сульфід бактерія

З метою дослідження ультраструктурних змін клітини дріжджів і бактерій відділяли від середовища та відмивали дистильованою водою. Клітини дріжджів фіксували в 1,5% розчині калій перманганату, а клітини бактерій - у 1,5% розчині ОsО₄ в какодилатному буфері (рН 7,2) протягом 90 хв при 0єС. Фіксовані клітини обезводнювали в розчинах зі зростаючими концентраціями етанолу та пропілен оксиду й переносили в епоксидну смолу Embed-812. Ультратонкі зрізи клітин отримували на ультрамікротомі УМТП-6 і контрастували плюмбум цитратом за Рейнольдсом (Reynolds, 1963). Перегляд і фотографування зразків здійснювали на електронному трансмісійному мікроскопі ПЕМ-100 за прискорюючої напруги 75 кВ.

Для визначення вмісту сульфідів металів у клітинах їх руйнували на ультразвуковому дезінтеграторі УЗДН-2Т при 22 кГц протягом 5 хв при 0^оС, додавали HCl до кінцевої концентрації 15% (Крешков, 1976) і визначали вихід H₂S фотоелектроколориметрично (Pat. 6,340,596 B1 USA, 2002).

Усі досліди проводили в трикратній повторності. Статистичне оброблення результатів проводили з використанням програми “Origin 6.1”. Достовірність даних та різниці між ними оцінювали за коефіцієнтом Стюдента при рівні достовірності Р < 0,05 (Лакин, 1990).

Результати досліджень та їхнє обговорення

Біогенез гідроген сульфіду в техногенних водоймах Язівського сіркового родовища. У техногенних водоймах, які утворилися на місці кар'єрів видобутку сірки, виявлено підвищені кількості гідроген сульфіду, що утворюється сульфат- і сірковідновлювальними бактеріями. Однією з таких водойм є озеро Яворівське. В анаеробній зоні озера (на глибині приблизно 70 м) концентрація гідроген сульфіду становить 0,14 мМ при гранично допустимій концентрації < 0,009 мМ (Грушко, 1979).

У воді виявлено основні макро- та мікроелементи в кількостях, що не перевищують ГДК, і органічні речовини. Однак, вода характеризується високими показниками твердості. Вміст сульфатів і гідроген сульфіду значно перевищує ГДК.

У воді та мулі озера Яворівське виявляється значна кількість сапрофітних бактерій, мікроскопічних грибів, целюлозоруйнувальних бактерій, нітрифікаторів, олігонітрофілів тощо. У верхніх шарах води виявлено ціанобактерії, а в товщі води на різних глибинах - сульфатвідновлювальні, сірковідновлювальні та фототрофні зелені й пурпурові бактерії. Кількість сульфітвідновлювальних бактерій на глибині 70 м становить 1,32 млн. КУО/мл, а сірковідновлювальних - 0,54 млн. КУО/мл. Великі кількості сульфат- і сірковідновлювальних бактерій виявлено в мулі. З усіх наявних у воді груп бактерій тільки сульфат- і сірковідновлювальні бактерії є продуцентами гідроген сульфіду.

З озера Яворівське виділено 50 культур сульфатвідновлювальних бактерій. 10 чистих культур, що найкраще росли, використовували в подальшій роботі, їх ідентифіковано як представників роду Desulfovibrio.

Бактерії Desulfovibrio sp. Ya-2008-3 найкраще росли за концентрації сульфатів 20 мМ і лактату 6 г/л (рис. 1). Лімітуючим фактором їхнього росту за цих умов, очевидно, є гідроген сульфід, який виявляє інгібуючу дію.

Гідроген сульфід може утворюватися деякими бактеріями в результаті відновлення сірки. З озера Яворівське виділено 14 культур сірковідновлювальних бактерій. Вони ідентифіковані як представники роду Desulfuromonas. Максимальна біомаса при рості бактерій Desulfuromonas sp. YaS-2008, що найбільш інтенсивно здійснювали процес сіркоредукції, перевищувала 4 г/л (рис. 2). Зростання рівня H₂S у середовищі супроводжується зниженням питомої швидкості росту культури.

Температура води в озері Яворівське коливається залежно від пори року. Утворення гідроген сульфіду бактеріями озера спостерігається як за температури 25-30єС, так і за більш низьких значень температур. За низьких температур гідроген сульфід може утворюватися внаслідок діяльності психротолерантних або психрофільних штамів. Нами виділено 10 культур психрофільних сульфат-відновлювальних бактерій. Культура №1, ідентифікована до роду Desulfobacter, найінтенсивніше здійснювала сульфат-редукцію.

Найкращий ріст цих бактерій спостерігали за температури 12єС. Біомаса досягала максимуму на сьому добу культивування (рис. 3). На цей час культура практично повністю вико-ристовувала сульфат-іон із середовища, що могло бути причиною припинення росту бактерій. Дослідження закономір-ностей росту бактерій у залежності від концентрації донора й акцептора електронів показало, що лімітуючим фактором їхнього росту є гідроген сульфід.

Таким чином, у озері Яворівське інтенсивно протікають процеси відновлення сульфатів та сірки, внаслідок чого утворюються значні кількості гідроген сульфіду. Утворення останнього пов'язане з діяльністю сульфат- і сірковідновлювальних бактерій. Утворення H₂S відбувається в широкому діапазоні температур. Утворення гідроген сульфіду за низьких температур забезпечують психрофільні та психротолерантні штами.

Вплив гідроген сульфіду на мікроорганізми. Гідроген сульфід токсичний для живих організмів (WHO, 2003), тому важливим зав-данням є дослідження меха-нізмів його впливу. Перспек-тивним у подібних дослі-дженнях є використання мікро-організмів.

Спочатку дослідили, як впливає H₂S на представників різних фізіологічних груп озера Яворівське. Найбільш чутливи-ми виявилися целюлозоруйну-вальні й ціанобактерії. Їхній ріст був відсутній уже у варіантах, де концентрація H₂S становила 1 мМ. За концен-трації 5 мМ спостерігався ріст фототрофних пурпурових та зелених сіркобактерій, безбарвних сіркобактерій та сульфат- і сірковідновлювальних бактерій. Незначний ріст спостерігався і для групи сапрофітів. H₂S у концентрації 20 мМ інгібував ріст мікроорганізмів усіх фізіологічних груп.

Для більш глибокого вивчення впливу гідроген сульфіду на мікроорганізми в подальших дослідженнях використовували, крім мікроорганізмів, виділених із озера Яворівське, музейні культури бактерій і дріжджів. Досліджували вплив цієї сполуки на представників різних таксономічних та фізіологічних груп мікроорганізмів.

Гідроген сульфід повністю інгібував ріст бактерій D. desulfuricans за концентрації 6 мМ. Додавання гідроген сульфіду в концентрації 9 мМ до ростучої культури бактерій, що перебувала в фазі логарифмічного росту, спричиняло припинення її росту та зменшення кількості клітин, очевидно, через їхній лізис.

Повне пригнічення росту культур спостерігали за різних концентрацій гідроген сульфіду в середовищі. У C. limicola така концентрація становить 6 мМ, у Escherichia coli чутливість до H₂S у значній мірі залежить від умов культивування. За аеробних умов повне пригнічення росту спостерігали за концентрації гідроген сульфіду 19 мМ, а в анаеробних умовах - лише за наявності 25 мМ цієї сполуки.

Повне пригнічення росту дріжджів S. cerevisiae за аеробних умов культивування спостерігали протягом першої доби за наявності 9 мМ H₂S. На другу добу ріст дріжджів відновлювався, що, очевидно, пов'язано з вичерпанням гідроген сульфіду з середовища внаслідок його переходу в газоподібну фазу та окиснення киснем повітря (рис. 4). В наступному досліді концентрацію H₂S підтримували на вихідному рівні шляхом додавання розчину Na₂S через кожні 4 год. Виявилося, що при цьому відновлення росту дріжджів не відбувалося (рис. 5). У анаеробних умовах ріст пригнічувався за тієї ж концентрації гідроген сульфіду, відновлення росту не спостері-галося навіть без додаткового внесення Na₂S.

Важливим критерієм для оцінки чутливості мікроорганізмів до дії гідроген сульфіду є їхнє виживання за наявності різних концентрацій цієї сполуки. Відомо, що гідроген сульфід у концентрації 1,6 мМ не спричиняє загибелі клітин дріжджів S. cere-visiae протягом 45 хв. За концентрації 31 мМ при цьому ж часі експозиції виживання становить лише 16%, а за концентрації 156 мМ гине 98% клітин протягом 15 хв (Галушка та ін., 2008).

В наших дослідженнях було встановлено, що дріжджі P. guil-liermondii є менш чутливими до дії гідроген сульфіду (рис. 6, а). За концентрації H₂S 30 мМ при часі взаємодії протягом 45 хв виживання дріжджів P. guil-liermondii було практично на рівні контролю, а 1% виживання клітин спостерігали лише за концентрації гідроген сульфіду 300 мМ і часу інкубації 30 хв. Виживання бактерій B. subtilis було приблизно в 2,5 рази нижчим, ніж P. guil-liermondii. У цих бактерій 1% виживання спостерігали при їх 30-хвилинному контакті із H₂S кон-центрацією 125 мМ (рис. 6, б).

Найбільш чутливими до дії гідроген сульфіду виявилися грамнегативні бактерії. При обробленні клітин E. coli гідроген сульфідом концентрацією 90 мМ протягом 60 хв показник виживання був меншим 1% (рис. 6, в). 1% виживання бактерії D. desulfuricans спостерігався за наявності в середовищі 90 мМ гідроген сульфіду протягом 60 хв, а при концентрації 125 мМ 1% виживання спостерігали при 30 хв контакту клітин із H₂S (рис. 6, г).

Таким чином, досліджувані бактерії та дріжджі виявляють різну чутливість до H₂S. Найбільш чутливими виявилися грамнегативні бактерії E. coli й D. desulfuricans. Грампозитивні бактерії B. subtilis здатні виживати при значно вищих концентраціях гідроген сульфіду в середовищі, ніж грамнегативні бактерії. Дріжджі P. guilliermondii виявилися найбільш стійкими до дії H₂S. Виходячи з отриманих результатів, можна думати, що різна чутливість мікроорганізмів до гідроген сульфіду зумовлена структурою клітинної стінки.

Гідроген сульфід - це специфічний інгібітор цитохром-с-оксидази (Khan et al., 1990; Dorman et al., 2002). Пригнічення активності цього ферменту, очевидно, повинно призвести до сповільнення поглинання кисню клітинами. Виявилося, що гідроген сульфід по-різному впливає на поглинання кисню середовища клітинами різних мікроорганізмів. У дріжджів S. cerevisiae ця сполука інгібує даний процес. У P. guilliermondii за концентрації H₂S 10 мМ швидкість поглинання кисню залишалася практично на рівні контрольного варіанту. Більш високі концентрації гідроген сульфіду виявляли сильнішу інгібуючу дію на швидкість використання кисню цими дріжджами, ніж S. cerevisiae, за концентрації гідроген сульфіду 30 мМ швидкість поглинання кисню клітинами P. guilliermondii знижувалася в 13 разів, порівняно з контролем (рис. 7, а).

В анаеробних бактерій D. desulfuricans також спостерігали незначне поглинання кисню, що, очевидно, пов'язано зі здатністю деяких анаеробів використовувати кисень як кінцевий акцептор електронів (Cypionka, 2000). Цей процес не інгібується гідроген сульфідом. Таким чином, у всіх досліджуваних аеробних та факультативно анаеробних мікроорганізмів гідроген сульфід інгібує поглинання кисню клітинами. В анаеробних організмів подібних змін не спостерігається.

У аеробних та факультативно-анаеробних організмів відновні еквіваленти для дихального ланцюга в основному утворюються в циклі Кребса. Швидкість протікання циклу лімітується реакцією окиснення ізоцитрату до б-кетоглутарату, яку каталізує фермент ізоцитратдегідрогеназа (Lin, McAlister, 2003). Цей фермент зазнає комплексної алостеричної регуляції (Lin, McAlister, 2003; Страер, 1984).

Дослідження впливу H₂S на активність ізоцитратдегідрогенази показало, що в S. cerevisiae гідроген сульфід виявляє інгібуючий вплив на НАД-залежну ізоцитратдегідрогеназу. Ізоцитратдегідрогеназа P. guilliermondii виявилася нечутливою до дії гідроген сульфіду. Очевидно, в цих дріжджів ефективно функціонують механізми захисту від токсичної дії гідроген сульфіду, адже, як уже зазначалося, порівняно з усіма досліджуваними мікроорганізмами, P. guilliermondii зберігає життєздатність за найвищих концентрацій H₂S. У D. desulfuricans гідроген сульфід не впливав на активність ізоцитратдегідрогенази (рис. 7, б).

Дріжджі S. cerevisiae при рості в анаеробних умовах отримують енергію в процесі спиртового бродіння. Як було зазначено в п. 3.2.2, гідроген сульфід пригнічує ріст дріжджів як у аеробних, так і в анаеробних умовах. Видавалося доцільним дослідити вплив цієї сполуки на використання ними глюкози, нагромадження етанолу та органічних кислот у середовищі та активність термінального ферменту в цьому процесі - АДГ. За аеробних умов культивування спостерігали поступове зростання інтенсивності використання глюкози дріжджами S. cerevisiae зі збільшенням концентрації гідроген сульфіду (рис. 8, а). При цьому зростала швидкість виділення кислот у середовище культивування, а інтенсивність продукції етанолу залишалася практично на однаковому рівні. За анаеробних умов культивування інтенсивність використання глюкози практично не залежала від наявності в середовищі гідроген сульфіду. Утворення етанолу інгібувалося зі збільшенням концентрації H₂S, при цьому поступово зростало також утворення кислот (рис. 8, б). Це свідчить про блокування гідроген сульфідом кінцевих етапів процесу спиртового бродіння, що приводить до того, що атоми Гідрогену передаються з НАД не на ацетальдегід, а на інший акцептор (Козлова та ін., 2008) і, як наслідок, до виділення в середовище органічних кислот.

Оскільки кінцевий фермент спиртового бродіння - алкогольдегідрогеназа - містить Цинк (Страер, 1984), саме цей фермент із високою ймовірністю може зазнавати інгібуючого впливу гідроген сульфіду. Однак, гідроген сульфід виявляв стимулюючий ефект на активність АДГ. Отже, пригнічення кінцевих етапів спиртового бродіння в S. cerevisiae не пов'язане з інактивуванням металоферменту АДГ, а, очевидно, зачіпає інші його ланки.

У C. limicola гідроген сульфід спричиняє зниження вмісту як бактеріохлорофілів, так і каротиноїдів. Отже, окрім інгібування функціонування донорної частини фотосистеми ІІ (Miller , Bebout, 2004) та активного транспорту карбон діоксиду (Espie et al., 1989), зниження росту фотосинтезувальних бактерій може бути зумовлене порушенням синтезу фотосинтезувальних пігментів.

Практично в усіх досліджуваних мікроорганізмів (рис. 9) за інгібуючих концентрацій гідроген сульфіду спостерігається дезорганізація клітинної стінки, зміни в мембранних структурах і нагромадження сульфідів, які викликають зміни в структурі цитоплазми, порушення її компартменталізації.

Таким чином, отримані результати показують, що гідроген сульфід спричиняє суттєві зміни в метаболізмі мікроорганізмів. Ці зміни проявляються в порушенні функціонування деяких ферментів, синтезу компонентів клітин, порушенні структури мембран і клітинної стінки, змінах у компартменталізації клітин унаслідок нагромадження сульфідів металів.

Висновки

У результаті виконання дисертаційної роботи встановлено, що основними продуцентами гідроген сульфіду в техногенному озері Яворівське є сульфат- і сірковідновлювальні бактерії. Отримано нові відомості про утворення гідроген сульфіду, його продуцентів та вплив на мікроорганізми озера Яворівське. Встановлено, що ця сполука спричиняє різні зміни в метаболізмі та структурі бактерій і дріжджів.

1. У воді озера Яворівське наявні значні кількості мікроорганізмів різних фізіологічних груп: сапрофітів, мікроскопічних грибів, целюлозоруйнувальних бактерій, нітрифікаторів, олігонітрофілів, ціанобактерій, безбарвних сіркоокиснюючих бактерій, фототрофних сіркобактерій. В підвищених кількостях (до 1,32 та 0,54 млн. КУО/мл, відповідно) на глибині 70 м виявлені сульфат- та сірковідновлювальні бактерії. Вони інтенсивно здійснюють сульфат- та сіркоредукцію з утворенням гідроген сульфіду.

2. Виділено сірковідновлювальні та сульфатвідновлювальні бактерії, які ідентифіковані як представники родів Desulfuromonas і Desulfovibrio. Оптимальний ріст бактерій Desulfovibrio sp. Ya-2008-3 спостерігали за концентрації сульфатів 20 мМ і натрій лактату 6 г/л.

3. Вперше виділені психрофільні та психротолерантні штами сульфатвідновлювальних бактерій, один із яких ідентифікований як Desulfobacter sp. YaP-2008-1. Температурний оптимум росту бактерій становить 12єС, максимальну біомасу бактерії нагромаджують за концентрації сульфатів 8,8 мМ.

4. Гідроген сульфід у концентрації 1 мМ повністю інгібує ріст целюлозоруйнувальних та ціанобактерій, а в концентрації 20 мМ - представників усіх фізіологічних груп мікроорганізмів озера Яворівське.

5. Досліджено вплив гідроген сульфіду на ріст і виживання різних бактерій і дріжджів. За зниженням чутливості до цієї сполуки досліджувані мікроорганізми можна розмістити в такому порядку: S. cerevisiae D-1-S, D. desulfuricans Ya-11 та E. coli B-5-E, B. subtilis ВКМ-В-428, P. guilliermondii ATCC 9058.

6. Гідроген сульфід пригнічує кінцеві етапи дихального метаболізму S. cerevisiae D-1-S і сприяє переходу клітин від аеробного метаболізму до анаеробного. За наявності H₂S інгібується активність ізоцитратдегідрогенази та зростає активність алкогольдегідрогенази S. cerevisiae D-1-S.

7. Гідроген сульфід викликає порушення структури клітинної стінки та цитоплазматичної мембрани мікроорганізмів. У цитоплазмі клітин, оброблених гідроген сульфідом, спостерігається нагромадження сульфідів металів. У фотосинтезувальних сіркових бактерій C. limicola ІМВ К-8 гідроген сульфід спричиняє руйнування фотосинтезувального апарату - дезорганізацію хлоросом у клітинах цих бактерій та зниження вмісту каротиноїдів і бактеріохлорофілів.

Список робіт, опублікованих за темою дисертації

1. Галушка А. А. Вплив гідроген сульфіду на Escherichia coli / А. А. Галушка, Т. Б. Перетятко, С. П. Гудзь // Вісник Львівського університету. Серія біологічна. - 2008. - Вип. 48. - С. 129-134.

Здобувач проаналізував та узагальнив дані літератури, провів експериментальні дослідження, спільно з Перетятком Т. Б. та Гудзем С. П. проаналізував та узагальнив результати, написав та оформив статтю.

2. Галушка А. А., Перетятко Т. Б., Гудзь С. П. Вплив сірководню на Saccharomyces cerevisiae / А. А. Галушка, Т. Б. Перетятко, С. П. Гудзь // Мікробіологія і біотехнологія. - 2008. - №3. - С. 49-57.

Здобувач здійснив експериментальні дослідження впливу гідроген сульфіду на ріст і ультраструктуру дріжджів, спільно з Перетятком Т. Б. проаналізував та узагальнив дані літератури, спільно з Перетятком Т. Б. та Гудзем С. П. проаналізував та узагальнив результати, написав та оформив статтю.

3. Галушка А. А. Структурно-функціональні зміни в клітинах мікроорганізмів при дії гідроген сульфіду / А. А. Галушка, С. П. Гудзь // Біологічні Студії. - 2009. - Т. 3, № 2. - С. 141-148.

Здобувач проаналізував та узагальнив дані літератури, провів експериментальні дослідження, спільно з Гудзем С. П. проаналізував та узагальнив результати, написав та оформив статтю.

4. Галушка А. Вплив гідроген сульфіду на поглинання кисню і активність ізоцитратдегідрогенази й алкогольдегідрогенази дріжджів Saccharomyces cerevisiae та Pichia guilliermondii / А. Галушка, С. Гудзь // Вісник Львівського університету. Серія біологічна. - 2009. - Вип. 51. - С. 199-205.

Здобувач проаналізував та узагальнив дані літератури, провів експериментальні дослідження, спільно з Гудзем С. П. проаналізував та узагальнив результати, написав та оформив статтю.

5. Пат. 44720 Україна, МПК C 02 F 1/70, C 02 F 3/34, C 12 N 1/20. Спосіб очищення води від іонів важких металів мікроорганізмами / Гудзь С. П., Перетятко Т. Б., Галушка А. А., Гнатуш С. О.; заявник і власник патенту Львівський національний університет імені Івана Франка. - № u200904861 ; заявл. 18.05.09 ; опубл. 12.10.09, Бюл. №19.

Здобувач спільно з Перетятком Т. Б. проаналізував дані літератури та виконав експериментальну роботу, спільно з Гудзем С. П., Перетятком Т. Б. та Гнатуш С. О. проаналізував результати, оформив заявку на патент.

6. Halushka A. About the ability of hydrogen sulfide to cause mutations in Saccharomyces cerevisiae / A. Halushka, T. Peretjatko, S. Gudz // Modern problems of microbiology and biotechnology : The young scientist's and student's international scientific conference, May 28-31, 2007 : book of abstracts. - Odessa, 2007. - P. 15.

7. Halushka A. Bacteria of sulfur cycle: morphological and physiological characteristics, the role in production and utilization of hydrogen sulfide / A. Halushka, I. Kushkevych, T. Peretyatko, S. Hatush, S. Gudz // Microbiology in the XXI century : Materials of the 2^nd Polish-Ukrainian Weigl Conference, Sept. 24-26, 2007. - Warsaw, 2007. - P. 100-103.

8. Галушка А. А. Вплив сірководню на мікроорганізми / А. А. Галушка, Т. Б. Перетятко, С. П. Гудзь // Біологія: від молекули до біосфери : Матеріали ІІ міжнародної конференції молодих учених, 19-21 лист. 2007 р. - Харків, 2007. - С. 378-379.

9. Кленіна Ю. О. Чутливість Escherichia coli, Pichia guilliermondii та Saccharomyces cerevisiae до гідроген сульфіду / Ю. О. Кленіна, Т. С. Романчук, А. А. Галушка, Т. Б. Перетятко, С. П. Гудзь // Молодь і поступ біології : IV міжнародна наукова конференція студентів та аспірантів, 7-10 квітня 2008 р. : збірник тез. - Львів, 2008. - С. 318.

10. Переймибіда Л. С. Вплив гідроген сульфіду на Saccharomyces cerevisiae та Desulfovibrio desulfuricans / Л. С. Переймибіда, А. А. Галушка // Молодь і поступ біології : IV міжнародна наукова конференція студентів та аспірантів, 7-10 квітня 2008 р. : збірник тез. - Львів, 2008. - С. 331.

11. Галушка А. А. Влияние сероводорода на ультраструктуру клеток микроорганизмов / А. А. Галушка, С. П. Гудзь // Биология - наука XXI века : 12-я международная Пущинская школа-конференция молодых ученых, 10-14 ноября 2008 г. : сборник тезисов. - Пущино, 2008. - С. 257.

12. Головчак Х. Виживання мікрорганізмів за наявності гідроген сульфіду / Х. Головчак, А. Галушка, С. Гудзь // Молодь і поступ біології : V міжнародна наукова конференція студентів та аспірантів, 12-15 травня 2009 р. Т. 2. : збірник тез. - Львів, 2009. - С. 174.

13. Переймибіда Л. Вплив гідроген сульфіду на активність алкогольдегідрогенази та ізоцитратдегідрогенази Saccharomyces cerevisiae / Л. Переймибіда, А. Галушка, С. Гудзь // Молодь і поступ біології : V міжнародна наукова конференція студентів та аспірантів, 12-15 травня 2009 р. Т. 2. : збірник тез. - Львів, 2009. - С. 197.

14. Савка Ю. Вплив гідроген сульфіду на швидкість поглинання кисню клітинами бактерій і дріжджів / Ю. Савка, А. Галушка, С. Гудзь // Молодь і поступ біології : V міжнародна наукова конференція студентів та аспірантів, 12-15 травня 2009 р. : збірник тез. Т. 2. - Львів, 2009. - С. 203.

15. Галушка А. Ультраструктура бактерій і дріжджів у середовищі з гідроген сульфідом / А. Галушка, С. Гудзь, Х. Головчак // XII З'їзд товариства мікробіологів України ім. С.М. Виноградського, 24-30 травня 2009 р. : Тези доповідей. - Ужгород, 2009. - С. 44.

16. Кленіна Ю. Вплив гідроген сульфіду на активність ізоцитратдегідрогенази бактерій і дріжджів / Ю. Кленіна, Т. Романчук, А. Галушка, С. Гудзь // XII З'їзд товариства мікробіологів України ім. С.М. Виноградського, 24-30 травня 2009 р. : Тези доповідей. - Ужгород, 2009. - С. 45.

Анотація

Галушка А. А. Структурно-біохімічні зміни в клітинах мікроорганізмів за умов впливу гідроген сульфіду. - Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата біологічних наук за спеціальністю 03.00.07 - мікробіологія. - Інститут мікробіології і вірусології ім. Д. К. Заболотного НАН України, Київ, 2011.

Досліджено розповсюдження мікроорганізмів різних фізіологічних груп у озері Яворівське, утворення гідроген сульфіду сульфат- і сірковідновлювальними бактеріями, виділеними з нього, та вплив цієї сполуки на мікроорганізми (Saccharomyces cerevisiae D-1-S, Pichia guilliermondii ATCC 9058, Escherichia coli B-5-E, Bacillus subtilis ВКМ-В-428, Desulfovibrio desulfuricans Ya-11 та Chlorobium limicola ІМВ К-8). Виділені культури нагромаджують більше 4 г/л H₂S.

Встановлено, що чутливість різних мікроорганізмів до гідроген сульфіду значно відрізняється. Ця сполука пригнічує кінцеві етапи дихального метаболізму аеробних мікроорганізмів, сприяє переходу клітин від аеробного до анаеробного метаболізму та активує алкогольдегідрогеназу S. cerevisiae. Характер впливу гідроген сульфіду на активність ізоцитратдегідрогенази різних мікроорганізмів відрізняється.

Гідроген сульфід спричиняє дезінтеграцію фотосинтезувального апарату та зниження вмісту фотосинтезувальних пігментів у клітинах C. limicola. H₂S спричиняє структурні зміни в клітинах.

Ключові слова: гідроген сульфід, фізіологічні групи мікроорганізмів, клітина, структурні зміни, біохімічні зміни, метаболізм.

Аннотация

Галушка А. А. Структурно-биохимические изменения в клетках микроорганизмов под влиянием сероводорода

Диссертация на соискание ученой степени кандидата биологических наук по специальности 03.00.07 - микробиология. - Институт микробиологии и вирусологии им. Д. К. Заболотного НАН Украины, Киев, 2011.

Исследовано распространение микроорганизмов различных физиологических групп в озере Яворовское, образование сероводорода сульфат- и серовосстанавливающими бактериями, выделенными с него, и влияние этого соединения на микроорганизмы (Saccharomyces cerevisiae D-1-S, Pichia guilliermondii ATCC 9058, Escherichia coli B-5-E, Bacillus subtilis ВКМ-В-428, Desulfovibrio desulfuricans Ya-11 и Chlorobium limicola ІМВ К-8). Выделенные культуры накапливают более 4 г/л H₂S.

Установлено, что чувствительность различных микроорганизмов к сероводороду значительно отличается. Это соединение угнетает конечные этапы дыхательного метаболизма аэробных микроорганизмов, способствует переходу клеток от аэробного к анаэробному метаболизму и активирует алкогольдегидрогеназу S. cerevisiae. Характер влияния сероводорода на активность изоцитратдегидрогеназы различных микроорганизмов отличается.

Сероводород вызывает дезинтеграцию фотосинтетического аппарата и уменьшение концентрации фотосинтетических пигментов C. limicola. H₂S вызывает структурные изменения в клетках.

Ключевые слова: сероводород, физиологические группы микроорганизмов, клетка, структурные изменения, биохимические изменения, метаболизм.

Summary

Halushka A. A. Structural and biochemical changes in the microorganisms' cells under the influence of hydrogen sulfide. - Manuscript.

The PhD degree thesis by speciality 03.00.07 - Microbiology. - Zabolotny Institute of Microbiology and Virology of National academy of Sciences of Ukraine, Kyiv, 2011.

Distribution of microorganisms of different physiological groups in Yavoriv Lake and hydrogen sulfide production by sulfur- and sulfate-reducing bacteria, isolated from this Lake, is investigated. There are large amounts of sulfates and hydrogen sulfide in the Lake water. Saprophytes, microscopic fungi, cellulose-destroying bacteria, nitrifyers, oligonitrophyles, sulfate- and sulfur-reducing bacteria and colorless sulfur bacteria are found in the water and mule. Cyanobacteria and photorophic sulfur bacteria are found only in the water.

50 cultures of sulfate-reducing bacteria, 14 cultures of sulfur-reducing bacteria and 10 cultures of psychrophylic sulfate-reducing are isolated. They accumulated more than 4 g/l of hydrogen sulfide and up to 4 g/l of biomass. Accumulation of hydrogen sulfide is probably the limiting factor of their growth.

Effects of hydrogen sulfide to microorganisms (Yavoriv Lake microorganisms, Saccharomyces cerevisiae D-1-S, Pichia guilliermondii ATCC 9058, Escherichia coli B-5-E, Bacillus subtilis ВКМ-В-428, Desulfovibrio desulfuricans Ya-11 and Chlorobium limicola ІМВ К-8) is also investigated. The most sensitive to this compound are cyanobacteria and cellulose-destroying bacteria, the most stable - bacteria of sulfur cycle. Saprophytes are also comparably stable to hydrogen sulfide. H₂S causes the inhibition of growth and the death of cells. S. cerevisiae are sensitive to hydrogen sulfide in aerobic and anaerobic conditions, while E. coli are more sensitive in aerobic conditions. S. cerevisiae were the most sensitive to hydrogen sulfide among all investigated microorganisms. P. guilliermondii were the most stable to this compound.

Hydrogen sulfide at concentrations 10-30 mM decreases the velocity of oxygen uptake by the cells of S. cerevisiae and P. guilliermondii and doesn't influence this process in D. desulfuricans. This compound causes the transition of cell metabolism form aerobic to anaerobic, activates alcohol dehydrogenase of S. cerevisiae and inhibits final steps of glucose fermentation to ethanol by these yeasts. The velocity of glucose uptake in aerobic conditions is stimulated under the influence of hydrogen sulfide, but the velocity of ethanol production doesn't increase, while the acids accumulation is increased.

Hydrogen sulfide inhibits isocitrate dehydrogenase - the key enzyme of tricarbonic acids cycle - of S. cerevisiae and doesn't have influence on the isocitrate dehydrogenase of P. guilliermondii and D. desulfuricans.

The presence of 5-7 mM of H₂S in the medium decreases more then 2-fold the bacteriochlorophylls contents and more then 3-fold the carotenoids contents in the cells of C. limicola. The destruction of photosynthetic apparatus is also observed under these conditions - the separation of chlorosomes from the cell membrane and their transition to the cytoplasm.

Hydrogen sulfide causes the structural changes in bacterial and yeasts' cells. Apparently, the structure of cell wall and cytoplasm membrane is disturbed. The accumulation of metals sulfides is observed in the cells, treated by hydrogen sulfide.

Key words: hydrogen sulfide, physiological groups of microorganisms, cell, structural changes, biochemical changes, metabolism.

Размещено на Allbest.ru

...