ості 0,8. Коливання величини aw можуть впливати на швидкість росту бактерій, їх склад і метаболічну активність. Формула для розрахунку активності води:
,
де х - число іонів, утворених на 1 молекулу розчину, m - моляльность рідини і - молекулярний осмотичний коефіцієнт [6, 34, 35].
Найбільш активно використовують воду в хімічному плані фотосинтезуючі бактерії, у яких вона є донором електронів (ціанобактерії). Також воду використовують пурпурні і зелені серобактерии, коли вони окислюють елементарну сірку [25].
3.5 Органічні сполуки як джерела кисню і водню
несерние пурпурні бактерії можуть використовувати замість неорганічного донора водню різні органічні речовини: дикарбонові кислоти, піруват, лактат, ацетат, форміат, бензоат, етанол, малат, сукцинат, бутират, манить та інші.
Гетеротрофи отримують ці елементи з основних органічних поживних речовин.
Щоб задовольнити потреби мікробів у двох органогенность - кисні і водні - в більшості випадків буває достатньо тих атомів кисню і водню, які містяться в молекулах органічних речовин і у воді. Виняток становлять водневі бактерії, а також зелені і пурпурні бактерії. Аеробні мікроорганізми не можуть розвиватися без доступу кисню [10, 13, 25].
4. Джерела сірки
Сірка - ще один біогенний елемент, входить до складу амінокислот (цистеїн, метіонін), вітамінів і кофакторів (біотин, ліпоєва кислота, кофермент А та інші). У природі сірка знаходиться у формі неорганічних солей, головним чином сульфатів, у вигляді молекулярної сірки або входить до складу органічних сполук [1, 36].
До неорганічних джерел сірки відносять сульфати, тіосульфати, сульфоновиє кислоти, сульфіди, сірководень, елементарну сірку.
Сульфат - найбільш рясно представлена ??в біосфері форма сірки, усваиваемая живими організмами - відновлюється до H 2 S в процесі Дисиміляційна сульфатредукции бактеріями пологів Desulfovibrio, Archaeoglobus та багатьох інших. На освіту кінцевого продукту - сірководню - використовується восьмій електронів. Донором електронів при цьому може служити молекулярний водень, а також різноманітні органічні субстрати.
У процесі асиміляційної сульфатредукции, відновлення сульфату відбувається в два етапи. Перший з них - це двохелектронними відновлення сульфату да сульфіту, другий - шестіелектронное відновлення сульфіту до H 2 S. Утворений H 2 S негайно зв'язується з О-ацетілсеріном з утворенням цистеїну - кінцевого продукту асиміляційної сульфатредукции. Сульфати асимілюють несерние пурпурні бактерії і деякі сірчані пурпурні бактерії.
Крім сульфатів, хорошим джерелом сірки є тіосульфат. Він безпосередньо взаємодіє з О-ацетілсеріном з утворенням S-сульфоната, який далі відновлюється до цистеїну.
сульфонового кислоту бактерії рідко використовують як джерело сірки, так як зв'язок CS досить стійка. У аеробних бактерій розкладання сульфонових кислот відбувається за участю диоксигеназа або монооксигеназ, що здійснюють відщеплення сульфіту за участю кисню [25, 36, 37, 38].
Відомі архебактерии, які ростуть на елементарній сірці. Це деякі екстремальні термофіли і гіпертермофіли. В анаеробних умовах вони відновлюють S 0 до H 2 S, в аеробних умовах окислюють H 2 S до H 2 SO 4. Донорами електронів служать Н 2 або органічні сполуки [33].
Окислення H 2 S здійснюють фотосинтезуючі і хемоавтотрофні бактерії. Воно може відбуватися в аеробних умовах під впливом безбарвних серобактерий або в анаеробних за допомогою фотосинтезуючих пурпурних і зелених серобактерий. Такі окислювальні реакції призводять до утворення іонів водню, тому сірку зазвичай додають в лужне середовище [15].
Мікроорганізми, які втратили здатність відновлювати сульфати, потребують з'єднаннях, що містять атом сірки у відновленій формі, як, наприклад, сірководень, цистеїн [19].
5. Джерела фосфору
Фосфор - необхідний компонент нуклеїнових кислот, фосфоліпідів, коферментів. Основною формою фосфору в природі є фосфати. Для їх асиміляції не вимагається відновлення. У живих організмах він присутній майже виключно в ступені окислення +5, у вигляді фосфату. Доступність його в природі лімітована в основному низькою розчинністю фосфатів кальцію і магнію і здатністю фосфату ефективно адсорбуватися на органічних і неорганічних полімерах. Концентрація фосфору зазвичай не перевищує кілька микромоль, тоді як в клітинах він міститься в міллімолярной кількості. Отже, у багатьох природних середовищ існування він лімітує ріст мікроорганізмів.
Фосфат мобілізується з неорганічних поліфосфатів та органічних фосфатів...
