Водородные бактерии

БИОМАССА ВОДОРОДНЫХ БАКТЕРИИ [c.121]

Биомасса водородных бактерий содержит 50—75 % белка, имеет хороший аминокислотный состав и обладает высокой питательной ценностью. На базе газификации угля может быть создан комбинат по выпуску азотных удобрений и завод микробиологического синтеза белков, где будет использоваться диоксид углерода, получаемый при газификации угля, и частично получаемые водород, аммиак и карбамид. [c.553]

К водородным бактериям относятся представители 20 родов, объединяющих грамположительные и грамотрицательные формы [c.384]

Водородные бактерии могут окислять и органические соединения. Метаболизм у них носит довольно упрощенный характер. Электроны проходят по цепи переносчиков, генерируя три молекулы АТР. Ключевым ферментом служит связанная с мембраной гидрогеназа, поставляющая электроны для цепи переносчиков. Отдельная растворимая гидрогеназа (иногда называемая водород-дегидрогеназой) передает электроны NADP+ с образованием NADPH, который далее используется в восстановительном пентозофосфатном цикле и в других процессах биосинтеза [110]. [c.426]

Водородные бактерии, культивируемые в питательной среде, которая содержит минеральные вещества и смесь газов Н2, О2 и СО2, дают богатую белками микробную массу. Так как Н2 и Ол можно получить электролизом из воды, то пригодную для целей питания и животноводства органическую массу можно получать из минеральных веществ, воды, воздуха и электроэнергии. [c.9]

В последнее время водородные бактерии привлекают к себе внимание возможностью практического использования для получения кормового белка, а также ряда органических соединений (кислоты, аминокислоты, витамины, ферменты и др.). [c.386]

Используемые в качестве доноров электронов неорганические соединения различаются окислительно-восстановительными потенциалами. Это определяет место включения в дыхательную цепь электронов окисляемого субстрата. При окислении Н2 водородными бактериями электроны с субстрата включаются в [c.368]

К образованию молекулярного водорода приводят разные процессы, в том числе и биологические. Активными продуцентами Нз являются эубактерии. Также активно осуществляется и потребление Нз, важная роль в этом принадлежит водородным бактериям. Нахождение в природе и возможность размножения этих бактерий определяются рядом факторов основные из них — наличие Нз и аэробные условия. [c.386]

Кормовой белок таким способом получают из источника, полностью независимого от сельского хозяйства. Микробиологический синтез привлекает исследователей и потому, что он пригоден как метод получения белков для космонавтов при их длительном пребывании в космосе. Водород в этих условиях может быть получен электролизом воды. Кислород будет использован для дыхания космонавтов, а выдыхаемый диоксид углерода фиксироваться водородными бактериями. [c.553]

Некоторые аэробные водородные бактерии могут окислять и СО, используя этот газ как единственный донор электронов и единственный источник углерода. [c.358]

Выделение и рост. Аэробные водородные бактерии растут на простых питательных средах, содержащих только неорганические соли, под газовой смесью, состоящей из 70% Нг, 20%02 и 10%С02 (по объему). Они вызывают превращения, приблизительно соответствующие уравнению [c.358]

Если в распоряжении водородных бактерий имеются наряду с неорганическими субстратами СО2 и Нг) также и органические, то бактерии могут вести себя как миксотрофы, т.е. могут ассимилировать органические молекулы, синтезируя из них клеточные вещества, а необходимую для этого энергию получать путем окисления Hj. При таких условиях нет надобности в полном окислении даже части органических питательных веществ. Способность к миксотрофному существованию присуща многим факультативным автотрофам нужную для синтетических процессов энергию они могут получать за счет окисления восстановленных неорганических субстратов (например, сероводорода или [c.359]

К разрушителям металлов относятся водородные бактерии, железобактерии, нитрофицирующие бактерии, серобактерии, ме-таллобразующие бактерии. [c.113]

Автотрофные ( самопитающиеся ) бактерии синтезируют все органические компоненты своих клеток из углекислого газа, воды и неорганических соединений азота и серы. Источником энергии для фотоавто-трофных бактерий служит солнечный свет, а для хемоавтотрофов — энергия, выделяющаяся в ходе превращений неорганических соединений. Например, водородные бактерии окисляют Нг до НгО, а серные бактерии (живущие в серных источниках) окисляют H2S до H2SO4. [c.23]

К хемосинтетикам относятся и водородные бактерии, получающие энергию в процессе окисления молекулярного водорода [c.9]

Средние потребности человека в пище оцениваются в 10 470—12 560кДж в день, это соответствует мощности 150 Вт, Имея в виду общие потери от источников энергии до готовой продукции, можно ориентировочно считать, что для обеспечения пищей одного человека мощность энергетического источника должна составлять 0,5—1 Вт/ч. Это означает, что, например, ядерный реактор с термической мощностью 2500 МВт может обеспечить пищей примерно миллион человек [567] по следующей схеме. Реактор используется для производства водорода — источника питания водородных бактерий. Полученная биомасса идет на питание домашних животных и птицы. Мясо последних — пища для человека. [c.553]

В первую подфуппу включены грамотрицательные бактерии, объединенные в семейство Nitroba tera eae, источником энергии для которых являются процессы окисления аммонийного азота или нитритов. Во второй подгруппе объединены бактерии, способные окислять неорганические восстановленные соединения серы. У большинства из них доказана способность использовать этот процесс для получения клеточной энергии. Облигатно хемолитотрофные водородные бактерии, представленные одним родом Hydrogenoba ter, вьщелены в третью подгруппу. В четвертую подгруппу отнесены бактерии, способные окислять и/или откладывать вне клетки окислы железа и марганца. Последние накапливаются в капсулах или во внеклеточном материале, редко — внутри клетки. Поскольку большинство бактерий этой подфуппы не получено до сих пор в чистой культуре, многие стороны их метаболизма остаются неясными. [c.175]

К водородным бактериям относят эубактерии, способные получать энергию путем окисления молекулярного водорода с участием О2, а все вещества клетки строить из углерода СО2. Таким образом, водородные бактерии — это хемолитоавтотрофы, растущие при окислении Н2 в аэробных условиях [c.383]

Способность к энергетическому использованию Hj может сочетаться с конструктивным метаболизмом облигатно гетеротрофного типа (например, у представителей родов Azotoba ter или A etoba ter) или происходить в строго анаэробных условиях (сульфатвосстанавливающие бактерии), что не позволяет относить обладающие этими особенностями организмы к водородным бактериям. Таким образом, водородные бактерии представляют только часть эубактерий, способных использовать Hj для получения энергии. Пути использования молекулярного водорода эубактериями суммированы в табл. 31. Водородные бактерии характеризуются способностью сочетать конструктивный метаболизм автотрофного типа (вариант 1) с получением энергии за счет окисления Hj с участием молекулярного кислорода (вариант 3). [c.384]

Гетеротрофное и миксотрофное питание. Многие водородные бактерии разлагают гексозы и глюконат по пути Энтнера-Дудорова и окисляют до СО2 и HjO. Они способны также использовать множество других органических веществ, в том числе разветвленные органические кислоты, соединения с ароматическими и гетероциклическими кольцами и даже тестостерон. В клетках могут накапливаться поли-р-гидрокси-масляная кислота и гликоген. [c.359]

Электронтранспортная цепь водородных бактерий по составу аналогична митохондриальной (см. рис. 94). Большинство из них относится к облигатным аэробам. Однако среди облигатных аэробов преобладают виды, тяготеющие к низким концентрациям О2 в среде. Особенно чувствительны к О2 водородные бактерии, растущие хемолитоавтотрофно, а также в условиях фиксации молекулярного азота. Последнее объясняется инактивирующим действием молекулярного кислорода на гидрогеназу и нитрогеназу — ключевые ферменты метаболизма Hj и фиксации N2. Для некоторых водородных бактерий показана способность расти и в анаэробных условиях, используя в качестве конечного акцептора электронов вместо О2 нитраты, нитриты или окислы железа. Примером факультативно аэробных водородных бактерий может служить Para o us denitri ans, у которого в аэробных условиях работает электронтранспортная цепь, аналогичная митохондриальной, а в отсутствие О2 электроны с помощью соответствующих редуктаз переносятся на N0 и NOj, восстанавливая их до N2 (рис. 98, В). Однако большая часть факультативно аэробных водородных бактерий способна к восстановлению нитратов только до нитритов. [c.385]

Как известно, способность к окислению Н2 связана с наличием гидрогеназ, катализирующих реакцию Н2—>2Н + 2ё. Гидрогеназы обнаружены у многих представителей прокариотного мира. В клетке гидрогеназы могут находиться в растворимом или связанном с мембранами состоянии. По этому признаку все изученные водородные бактерии могут быть разделены на 3 группы. Большинство содержит только одну форму фермента — связанную с [c.385]

Если водородные бактерии содержат обе формы гидрогеназы, функции между ними четко разделены. В случае отсутствия у водородных бактерий цитоплазматической гидрогеназы возникает проблема получения восстановителя при хемолитоавтотрофном способе их существования. Она решается с помощью механизма обратного переноса электронов на НАД . При функционировании только цитоплазматической гидрогеназы она выполняет обе функции часть восстановительных эквивалентов с НАД Нз поступает в дыхательную цепь, другая расходуется по каналам конструктивного метаболизма. Таким образом, из всех хемолитоавтотрофных эубактерий только водородные бактерии с помощью определенной формы гидрогеназы могут осуществлять непосредственное восстановление НАД окислением неорганического субстрата. В электронтранспортную цепь электроны, следовательно, могут поступать с НАД Нз или включаться на уровне переносчиков с более положительным окислительно-восстановительным потенциалом. С этим связан энергетический выход процесса функционирование в дыхательной цепи 3 или 2 генераторов Ар1н+- [c.386]

Карбоксидобактерии могут расти автотрофно, ассимилируя СО2 в восстановительном пентозофосфатном цикле, а также использовать в качестве единственного источника углерода и энергии различные органические соединения. При выращивании на среде с СО2 в качестве единственного источника углерода большинство карбоксидобактерий энергию могут получать за счет окисления молекулярного водорода, при этом рост на среде с СО2 + происходит активнее, чем на среде с СО. Это дало основание некоторым исследователям рассматривать карбоксидобактерии как особую физиологическую подгруппу водородных бактерий. В то же время способность использовать в качестве субстрата дыхательный яд указывает на осуществление карбоксидобактериями нового типа хемолитотрофного метаболизма. Кроме того, обнаружение у них ферментов и факторов, отсутствующих у водородных бактерий, неспособность некоторых карбоксидобактерий окислять Н2 и ряд других признаков позволяют сделать вывод об определенной обособленности этой группы эубактерий. [c.387]

Так, цианобактерии относят к первой подгруппе, зеленые несерные бактерии — к второй, нитрифицирующие бактерии — к третьей, водородные бактерии — к четвертой и, наконец, бациллы и другие микроорганизмы — к пятой Для сравнения можно указать, что дрожжи и нитчатые грибы из эукариот также относятся к хемогетероорганотрофам [c.30]

Водород позволяет отказаться от использования солнечной энергии в процессах синтеза биологических систем с участием диоксида углерода биосферы. Микроорганизмы типа lostridium a eti um способны бурно развиваться в неорганическом субстрате, используя водород как источник энергии и восстановитель. Эффективность использования энергии водорода, т, е. отношение энергии органических продуктов и энергии водорода, в этом случае довольно велика и составляет примерно 50 % [567] и, что не менее важно, велика скорость процесса превращения — биомасса удваивается в течение нескольких часов. Водородоокисляющие бактерии для синтеза всех компонентов живой клетки нуждаются в водороде, диоксиде углерода и кислороде, а также в источниках минерального питания солях азота, фосфора, магния и железа. Для производства 1 т сухих клеток водородных бактерий требуется 5 тыс. м водорода, около 2 тыс. кислорода и около [c.552]

Бактерии, окисляющие в аэробных условиях молекулярный водород с использованием кислорода как конечного акцептора электронов, объединяют в группу аэробных водородокисляющих (водородных) бактерий. Все они способны как к автотрофной фиксации СО2, так и к использованию органических субстратов. Таким образом, водородные бактерии являются факультативными хемолитоавтотрофами. [c.358]

При соблюдении указанных выше условий легко поддаются вьщеле-нию и накоплению водородные бактерии из почвенных и водных проб. К ним относятся наиболее быстро растущие автотрофные организмы. Мезофильные штаммы способны к автотрофному росту с временем удвоения 3 ч, а термофильные - с временем удвоения 2 ч. При гетеро-трофии некоторые штаммы растут с еще большей скоростью. При благоприятных условиях роста выход сухого вещества клеток может достигать около 20 г на 1 л среды. [c.358]

Регуляция испальзования субстратов. У некоторых водородных бактерий использование субстратов строго регулируется. Например, при автотрофном росте клетки Al aligenes eutrophus не содержат ферментов для расщепления фруктозы. Если такие клетки поместить в среду с фруктозой и инкубировать в аэробных условиях, то образуются ферменты пути Энтнера-Дудорова и клетки растут. Если, однако, инкубация происходит под газовой смесью, содержащей 80% Hj и 20% О2, то не наблюдается ни синтеза ферментов, ни роста клеток. Таким образом, молекулярный водород подавляет (репрессирует) образование ферментов, необходимых для катаболизма фруктозы. [c.360]

Углерод ассимилируется путем фиксации СО2 в рибулозобисфосфатном цикле. Бактерии, использующие СО (карбоксидобактерии), обычно обладают мембраносвязанной гидрогеназой и могут вести себя как водородные бактерии. [c.360]