Литотрофные организмы

Литотрофные организмы, как правило, отличаются медленным ростом, и изучение их метаболизма сопряжено со значительными трудностями [109]. Тем не менее из того, что уже известно, вполне очевидно, что в большинстве случаев эти бактерии обладают цепью переноса электронов, во многих отношениях сходной с соответствующей митохондриальной системой. Перенос электронов по этой цепи приводит к образованию АТР. Количество синтезируемого АТР зависит от числа участков сопряжения, которое в свою очередь зависит от электродных потенциалов используемых реакций. Так, Нг при его окислении под действием Ог обеспечивает перенос электронов через все три участка сопряжения с синтезом трех молекул АТР. С другой стороны, окисление под действием Ог нитрита, для которого Е° (pH 7) = 4-0,42 В, приводит к синтезу АТР только на участке III. При окислении нитрита не только выход АТР оказывается меньше, чем при окислении Нг, но возникает еще и другая проблема. В то время как восстановленные пиридиннуклеотиды легко генерируются за счет Нг, нитрит является недостаточно сильным восстановителем, чтобы восстановить NAD+ в NADH. Единственным путем, по которому в клетках, использующих эту реакцию, могут вырабатываться восстановители, является обращение потока электронов, приводимое в движение гидролизом АТР. Обращенный поток электронов — процесс, характерный для многих хе-молитотрофных организмов. [c.425]

Доноры водорода и источники углерода. Все организмы, использующие в качестве доноров водорода органические соединения, называют органотрофными. Их противопоставляют литотрофным организмам, способным использовать неорганические доноры электронов (Нз, NH3, H2S, S, СО, Fe и др.). Понятия же автотрофные и гетеротрофные употребляют в микробиологии в более узком смысле-они касаются только происхождения клеточного углерода автотрофными называют те микроорганизмы, которые могут получать весь или почти весь углерод путем фиксации СО2, а гетеротрофными -те, которые получают его в основном из органических соединений. [c.185]

По сути, в энергетике микроорганизмов мы имеем дело с электрохимической реакцией. Микробиологам термодинамические расчеты в координатах ь рН особенно удобны для выяснения обмена литотрофных организмов. Общее правило такое хемолитотроф-ный организм может развиваться в области термодинамической устойчивости продукта энергодающей реакции. [c.40]

Среди экстремальных микроорганизмов особо следует отметить анаэробных гипертермофилов, которые представляют собой наиболее вероятных обитателей подземной гидросферы, в некоторых условиях оказавшихся вблизи поверхности. Среди них важны литотрофные организмы, использующие водород эндогенных реакций в нижележащих слоях на контакте подземной гидросферы с нагретыми изверженными породами. В соленых водах нефтяных месторождений Африки, по данным французских исследователей, важную группу составили галоанаэробы и галофильные сульфатредукторы. В нефтяных водах глубинных скважин Северного моря широко распространенными оказались термофильные железо-, марганец- и ни-тратвосстанавливающие организмы. В породах распространены ме- [c.175]

Кислородный барьер. Кислородный барьер - это граница между аэробной и анаэробной зонами, и она имеет первостепенное значение для всех микробных процессов. Кислородный барьер создается ниже оксиклина интенсивным поглощением кислорода при дыхании микроорганизмов. Металлы с переменной валентностью в окисленном состоянии обычно обладают меньшей растворимостью, чем в восстановленном, и при окислении выпадают в осадок. Каждое соединение окисляется в соответствии определенным окислительновосстановительным потенциалом E ). Например, железо окисляется раньше марганца, и это приводит к тому, что отложения марганца образуются ниже по течению или выше по профилю, чем отложения железа. Окислительно-восстановительный барьер представляет специальные условия для литотрофных организмов, получающих свою энергию от такой реакции. К ним нужно отнести железобактерий, серных и тионовых бактерий, нитрификаторов. Это удобный пример для того, чтобы объяснить роль бактерий в барьере. Скорость ферментативной реакции многократно превышает скорость химической реакции, и поэтому литотрофные микроорганизмы получают преимущество. В зоне их развития мигрирующее восстановленное вещество метастабильно, и, если бы не было бактерий, оно мигрировало бы дальше и барьер получался бы размазанным, а не в виде строго локальной зоны. [c.211]

Окисление образующихся при фотосинтезе или поступающих из литосферы в ходе ее дегазации восстановленных соединений осуществляется в биосфере главным образом микроорганизмами-деструкторами или литотрофными бактериями. Лишь относительно небольшая часть этих компонентов окисляется абиотически в атмосфере, гидросфере и почвенном покрове. В частности, в атмосфере происходит окисление основных количеств восстановленных органических и неорганических газов, выделяющихся при дыхательном обмене живых организмов и при вулканических извержениях. [c.150]

Некоторые бактерии всю свою энергию получают в результате неорганических реакций (гл. 1, разд. А,10). У этих хемолнтотрофных организмов метаболизм обычно родственен метаболизму гетеротрофных организмов, но при этом они обладают дополнительной способностью получать энергию за счет какого-то неорганического процесса. Они также обладают способностью к фиксации СОг, как и зеленые растения. Хло-ропласты зеленых растений, используя энергию солнечного света, снабт жают организм одновременно АТР и восстановителем NADH. Подобным же образом и литотрофные бактерии должны получать за счет неорганических реакций и энергию, н восстанавливающие вещества. [c.425]

Молекулярный водород — наиболее распространенный неорганический субстрат, используемый эубактериями для получения энергии в процессе окисления. Число бактерий, растущих хемо-литотрофно на основе использования Н2 в качестве источника энергии, намного больше организмов, использующих для этой [c.383]

Так, высокоорганизованные животные клетки являются органотрофа-ми и используют топливо с высоким энергетическим потенциалом (молекулы биполимеров). В свою очередь эти сложные соединения синтезируют из более простых клетки зеленых растений, используя энергию солнечного света. Этот тип энергетического обмена называют фототроф-ным. Некоторые организмы, например бактерии, используют в качестве энергетического ресурса неорганические вещества и обладают неоргано-трофным (или хемосинтетическим, литотрофным) типом энергетики. [c.407]

Но в мире микроорганизмов возможны и иные варианты. Вслед за Станье и сотр. [13], мы можем принять следующую классификацию по типам энергии и пищи, используемых в метаболизме. Прежде всего микроорганизмы делятся на фототрофные (или фотосинтезирующие), которые используют лучистую энергию, и хемо-трофные, использующие энергию темновых окислительно-восстано-вительных реакций (об этом делении уже говорилось в гл. VIII, разд. 5). Обе группы далее делятся в зависимости от используемых доноров электронов. Организмы, использующие неорганические-доноры электронов, называются литотрофными, а органические — органотрофными. [c.150]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология