Бактерии окисляющие водород

В последнее время намечается использование еще одного вида сырья для микробиологической промышленности — углекислого газа. В этом случае продуцентом белка являются бактерии, способные окислять водород и использовать образующуюся при этом энергию для ассимиляции растворенной в жидкой фазе среды углекислоты. Но этот вид сырья еще проходит апробацию в лабораторных условиях. [c.91]

В результате фосфорилирования, сопряженного с переносом электронов при дыхании аэробных организмов, образуется намного больше АТР, чем при фосфорилировании на уровне субстрата при брожении поэтому неудивительно, что в процессе биохимической эволюции возник и в дальнейшем сохранился такой тип метаболизма, при котором водород от органического субстрата переносится на связанный кислород . При этом носителями кислорода могут быть нитрат, сульфат, карбонат или другие соединения они восстанавливаются водородом субстрата. Способность переносить электроны на эти соединения дает бактериям возможность окислять субстраты без участия молекулярного кислорода и таким образом извлекать больше энергии, чем это возможно при брожении. [c.304]

Из многочисленных видов бактерий наибольший вред приносят сульфатвосстанавливающие (СВБ) и тионовые бактерии. Примерно 80% коррозионных поражений эксплуатационных скважин связано с деятельностью СВБ. Процесс коррозии от микробиологических процессов протекает прежде всего на участках оборудования, где застаивается вода, например, яа днищах резервуаров, обсадных колонн, внутренней поверхности стальных магистральных водоводов, систем конденсационно-холодильного оборудования и др. СВБ в процессе своей жизнедеятельности превращают сульфаты и сульфиты в сероводород, окисляя молекулярный водород, всегда присутствующий в природных водах или выделяющийся в результате катодной реакции при коррозии стального оборудования. [c.19]

Фотосинтезирующие бактерии могут окислять молекулярный водород, восстанавливая при этом СО2 и другие соединения. [c.183]

Водородные бактерии окисляют молекулярный водород и ассимилируют СО2. У аэробных форм конечным акцептором электронов служит кислород. Растут автотрофно на очень простой среде, по сути дела осуществляя реакцию гремучего газа . [c.171]

Таким образом, почвенная биота представляет собой сложное сообщество видов, объединенных тесными трофическими связями. Это сообщество реализует сложный круговорот элементов и веществ, протекающий в почвенной среде растения поставляют в почву органическое вещество, гетеротрофы его минерализуют анаэробные микроорганизмы продуцируют газы из разлагаемых растительных остатков, специфические аэробные бактерии окисляют водород, метан, различные соединения серы железомарганцевые бактерии окисляют восстановленные формы железа и марганца, которые, в свою очередь, восстанавливаются при окислении органического вещества почвы бактерии-азотфиксаторы поставляют азот в почву, а бактерии-денитрификаторы его возвращают в атмосферу и т.д. Деятельность почвенных организмов обеспечивает длительное поддержание свойств почвенной среды, нарушение которого в результате деятельности человека приводит к необратимым изменениям и утрате функций почв. В последующем для их восстановления требуются огромные усилия. [c.159]

Этой реакцией объясняются дезинфицирующие свойства перекиси водорода выделяющийся кислород убивает бактерии, окисляя вещества, содержащиеся в их клетках, или питательные вещества, которые потребляют бактерии. [c.62]

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]

С гигиенической точки зрения наиболее существенным, конечно, является процесс, связанный с разрушением органического вещества, как такового, т. е. его минерализации. Это отвечает так называемой первой фазе распада органического вещества,, когда завершается окисление углерода и водорода, а в процессе распада белков выделяется аммиак или образуются аммонийные соли. В большинстве случаев азот, выделившийся в этой форме, окисляется нитрифицирующими бактериями, в этом виде он уже усваивается фитопланктоном и высшей водной растительностью. Поэтому при постановке опытов и обобщении данных исследования в целом наибольшее значение придается первой фазе минерализации органического вещества, ход которой наблюдается по биохимическому потреблению кислорода (БПК).- [c.126]

Щими на них микробиологическими процессами. Интересны биохимические ГЭ, в которых на аноде окисляется водород, выделяемый микроорганизмами, а на катоде восстанавливается кислород, образующийся из водорослей hlorella pyrenoidosa. Это водородно-кислородный ТЭ, в котором топливо (водород) выделяется из электролита под влиянием бактерий., окислителем мож. Т быть кислород воздуха. [c.348]

При распаде азотосодержащих органических веществ в раствор выделяется аммиак в соответствии с реакцией (13.3). В аэробных усло-ловиях бактерии окисляют аммиак в нитрит и далее в нитрат, как показывает уравнение реакции (13.4). Нитрифицирующие бактерии являются автотрофными, использующими для синтеза энергию, которая выделяется прн окислении аммиака, и углерод углекислого газа. Бактериальная деиптрификация по уравнению (13.5) происходит в анаэробных условиях. когда органические вещества окисляются, а нитрат используется в качестве акцептора водорода с выделением при этом газообразного азота [c.371]

Процесс самоокисления играют, по-видимому, большую роль в жизни мсивых организмов. Быть может, этим и объясняется исключительная способность организмов производить окисление. Так, например, организм человека и животных в состоянии окислять бензол в фенол и даже сжигать углеводороды парафинового ряда (вазелины). Некоторые бактерии могут окислять водород в воду, аммиак — в азот и в нитраты, метан — в двуокись углерода. Осуществить перечисленные процессы окисления (да и то не все) цри обычных температурах в лабораторной обстановке удается только при помощи самых энергичных окислителей. Поэтому Энглер предположил, что в организме в качестве окисляющих веществ действуют первично образующиеся при самоокислении перекиси (мольокиси). [c.823]

Установлено, что при удалении азота из среды прирост биомассы водородных бактерий прекращается, по существу, с первых часов. Однако в течение некоторого времени культура продолжает метаболизм. Клетки, сохраняя гидрогеназную систему, продолжают окислять водород и ассимилировать углекислоту. За это время происходит изменение биохимического состава биомассы. Перестройка синтетического аппарата бак- [c.68]

Анаэробные бактерии окисляют пируват в ацетил-СоА двумя способами (см. реакции (2) и (3) в начале раздела 7.2.4). В реакции, катализируемой пируват ферредоксин-оксидоредуктазой (эта реакция свойственна, в частности, клостридиям), восстанавливается ферредоксин (Fd). Его окислительно-восстановительный потенциал очень низок ( ° = = —420мВ), поэтому с помощью специальной гидрогеназы-ферредоксин гНз-оксидоредуктазы-может освобождаться газообразный водород [c.265]

Многие виды метанообразующих бактерий окисляют молекулярный водород, образующийся в кислой фазе. Тогда реакция метанообразо-вания имеет вид [c.265]

К собственно водородным относятся те бактерии, которые могут расти на средах, не содержащих органических веществ. Окислителем водорода у них является кислород, причем реакция в общем виде выражается простым уравнением 2Н2-ЬОг 2НгО. В природе существует много других организмов, способных окислять водород, но не за счет кислорода, а других окислителей , например сульфатов или нитратов, восстанавливаемых соответствующими бактериями. Реакции протекают так [c.124]

Некоторые аэробные бактерии окисляют СО [849, 890, 997, 1493, 1634]. Другие используют С1-соединеиня с водородом [1493, 1534, 1982, 1983, 2000]. Химики считают метан и продукты его окисления (все эти вещества имеют только один атом углерода) органическими соединениями. Аэробные бактерии, использующие их часто как единственный источник [c.156]

Возможна наконец, реализация такого элемента с нерасходуемыми электродами, в котором на них протекали бы различные микробиологические процессы. В частности, описан элемент, на аноде которого окисляется водород, выделяемый водородоген-ными бактериями, а на катоде восстанавливается кислород, образуемый в результате жизнедеятельности водорослей. Практически,, это тип живого водородо-кислородного топливного элемента. С помощью элементов описанного класса получены плотности токов в диапазоне 0,15—1,25 мА/см при напряжении 0,8—0,95 В.. [c.213]

Параллельно с не слишком плодотворными попытками построить обобщенную термодинамическую теорию, применимую к живым системам, проводились чисто эмпирические наблюдения над процессами роста живых систем и потребления ими энергии, выявившие ряд интересных фактов. Довольно хорошо изучены многие анаэробные процессы брожения, в ходе которых энергия химических реакций используется клетками для синтеза АТР (гл. 9). Как правило, стехиометрия этих реакций известна, и поэтому можно с хорошей точностью оценить количество АТР, синтезированного при сбраживании данного количества субстрата. Нетрудно измерить и количество образовавшейся в ходе брожения биомассы например, можно собрать культуру клеток быстро растущих бактерий, промыть, высушить и взвесить ее. Оказалось, что независимо от того, какой именно субстрат сбраживается (за редким исключением), величина Удтр — бес высушенных клеток в граммах на моль синтезированного АТР — остается почти постоянной [22, 31] и приблизительно равной 10,5. Другой факт состоит в том, что для бактерий, рост и деление которых (в аэробных условиях) сопровождается выделением только СОг и воды, 40 5% потребляемого углерода и водорода окисляется до СОа и воды, а 60 5% ассимилируется клетками. Отметим, что такой процент ассимилированного материала значительно выше, чем для анаэробного брожения, при котором подавляющая часть материала сбраживается, а не ассимилируется. Как мы увидим позднее, это различие обусловлено тем, что окисление дает значительно больший выход АТР, нежели брожение. [c.234]

Каталаза, согласно существующим представлениям, выполняет защитные функции, препятствуя накоплению Н2О2, оказывающей повреждающее действие на клеточные компоненты. Гибельное действие О2 на облигатные анаэробы, возможно, объясняется отсутствием у них этого фермента. В пользу такого представления говорит существование наследственной болезни акаталаземии [25]. Люди с очень низкой активностью каталазы встречаются во многих местах, но особенно их миого в Корее. По имеющимся оценкам, в Японии насчитывается 1800 человек, лишенных каталазы. Поскольку примерно у половины этих людей не наблюдается никаких симптомов, каталазу можно было бы отнести к несущественным ферментам. Однако у многих лиц вокруг зубов развиваются язвенные процессы, которые могут приводить к серьезным осложнениям. По-видимому, перекись водорода, вырабатываемая бактериями, по мере накопления окисляет гемоглобин в метгемоглобин (дополнение 10-А), лишая пораженные ткани кислорода. [c.377]

Характеристику активного ила следует дополнить еще такими сведениями. По данным X. Рюффера [156], образовавшийся хлопок ила связывает на своей поверхности содержащийся в сточной воде кислород. При этом вну1ри хлопка образуется анаэробная зона, которая увеличивается, уменьшается или совсем исчезает в зависимости от количества растворенного кислорода в сточной жидкости. Кислород в 30,не хлопок — сточная вода окисляет не только углерод и водород, но и азот разрушаемых веществ. Этот исследователь считает, что анаэробные центры в хлопке способствуют удалению азота, так как нитриты и нитраты, образовавшиеся на поверхности хлопьев ила, проникают в анаэробную зону, восстанавливаются в азот и в виде пузырьков газа покидают сточную жидкость. При содержании в сточной воде наименьшего количества кислорода, необходимого для успешного окисления органических загрязнений, из очищаемых сточных вод усиленно удаляется азот. X. Рюффером доказано, что при очистке сточных вод в условиях подачи ограниченного количества воздуха удаляется вдвое больше азота по сравнению с удалением его при избытке воздуха в аэротенке. Из очищенной воды очень важно удалять азот, так как большое количество его и фосфора вызывает обильный рост водорослей и бактерий в водоеме и создает необходимость в третичной очистке. [c.186]

При анаэробном брожении органические вещества разрущаются анаэробными бактериями. Для них, как и для аэробных бактерий, источником энергии являются окислительные процессы. Различие заключается в том, что последние получают энергию из окислительно-во с-становительных реакций, в которых акцептором водорода служит свободный кислород. Энергодающие окисли-тельно-восстановительные реакции анаэробных бактерий протекают с освобождением энергии за счет энзиматического расщепления сложных органических веществ. Подобные процессы называются бродильными. Брожение ведет к глубокому распаду веществ, но никогда не заканчивается их полным окислением. Процессы эти экзотермические, т. е. сопровождаются выделением тепла. [c.241]

Дегидрогенизация углеводородов является биохимической реакцией, катализируемой бактериями типа No ardia. Образующийся в результате метаболических превращений водород окисляется па аноде до ионного состояния или воды (в зависимости от pH электролита). Образующиеся на катоде гидроксильные ионы мигрируют из аэробного полуэлемепта к аноду через электролит. Таким образом, токообразующая реакция в этом ТЭ аналогична электрохимическому процессу в водороднокислородном ТЭ. [c.349]

Восстановление сульфатов. Разложение органических серосодержащих соединений (белки, аминокислоты) сопровождается выделением сероводорода. Источником образования сероводорода является также восстановление сернокислых и серноватистокислых солей. Большое количество сероводорода образуют сульфатре-дуцирующие бактерии в процессе сульфатного дыхания. Эти бактерии в отличие от денитрифицирующих бактерий являются облигатными анаэробами, а в качестве доноров водорода они используют главным образом органические кислоты, спирты и молекулярный водород. Органические субстраты окисляются ими не до конца. Чаще всего конечным продуктом окисления является уксусная кислота. Акцептором водорода у сульфатреду-цирующих бактерий являются сульфаты [c.132]

Окисление железа и марганца и отложение их окислов в чехлах этих бактерий не связано с получением ими энергии. К окислению Fe при pH 6—8 могут приводить процессы как химической, так и биологической природы. Окисление марганца в этих условиях имеет биологическую природу. В обоих случаях окисление связано с действием перекиси водорода, количество которой в среде в определенных условиях может достигать 10—20 мг/л. Процесс локализован в чехлах, где концентрируются продукты метаболизма и внеклеточные ферменты. У мутантов, лишенных чехлов, накопления окислов железа и марганца не происходило. Таким образом, с помощью восстановленных форм железа и марганца обеспечивается удаление Н2О2 — токсического продукта клеточного метаболизма. [c.378]

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]

Наличие бентосных организмов в открытых водных источниках имеет весьма существенное значение для характеристики этих источников. В зависимости от экологических факторов эти микроорганизмы подразделяют на морские, пресноводные, микроорганизмы соленых озер, болот, ручьев, рек, водопадов, горячих ключей и минеральных источников. В пресноводных источниках бентосные микроорганизмы принимают участие в очистке воды органические вещества они минерализуют, а восстановленные вещества неорганического происхождения окисляют доминирующая роль в этих процессах принадлежит микробам. Самым богатым на бактерии является поверхностный слой ила, который оказывает весьма существенное влияние на развитие и жизнедеятельность микроорганизмов в водоемах и водотоках. В самоочищении вод значительная роль принадлежит нитчатым серо- и железобактериям. Первые окисляют сероводород в соли серной кислоты, чем предохраняют рыбу от гибели вторые — железо (П) в железо (П1). На дне водоемов происходят также процессы брожения с образованием метана и углекислоты.В 1 г ила содержится от 100 тыс. до 1 млн. бактерий, восстанавливающих сульфаты от 10 до 100 тыс. тионовых, около 1000 нитрифицирующих, от 10 до 100тыс. денитрифицирующих бактерий около 100 анаэробных и такое же количество аэробных разрушителей клетчатки, В иле встречаются также бактерии, окисляющие метан и водород, возбудители брожения, анаэробный фиксатор атмосферного азота и др. [c.193]

Важно различать связанную липоевую кислоту, которая через карбоксильную группу присоединяется к ферменту ковалентными связями, и свободную, которая не активирует отделенный комплекс, но может быть окислена им. Из листьев шпината выделена в очищенном виде НАД-специфичная дигидролипоатдегидрогеназа. В противоположность соответствующим ( )ерментам бактерий и животных, которые не являются стереоспецифичными, она специфична по отношению к (—)-дигидролипоевой кислоте [5]. Следует отметить, что встречающаяся в природе липоевая кислота правовращающая, а после восстановления она становится левовращающей. Дигидролипоатдегидрогеназа обладает сильной диафор ной активностью, т. е. катализирует перенос водорода от на различные красители, например на метиленовый синий. [c.190]

Гинотеза фотолиза воды полностью применима также и к фотосинтезирующим бактериям. Эти бактерии, подобно растениям, способны превращать углекислоту в углеводы. Однако они отличаются от растений в том отношении, что никогда не выделяют кислорода и фотосинтез у них зависит от наличия восстанавливающих веществ (например, НгЗ, Нг). Ван-Ниль [15] выдвинул предположение, что у этих организмов первичная реакция, требующая света, представляет собой также фотолиз воды. Как и в растениях, водород используется в конечном счете для восстановления углекислоты до углеводов. Однако бактерии отличаются от растений в том отношении, что гидроксил не служит источником свободного кислорода, а окисляет добавленный восстановитель (табл. 23). [c.261]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология