Жизнь микробов в экстремальных условиях - Кашнер Д.
Скачать (прямая ссылка):
Восстановление оксидов железа бактериями изучалось рядом исследователей (Silverman, Ehrlich, 1964), но особенно большое внимание ему было уделено в работах Оттоу (Ottow, 1968—
1971). Автор показал, что .ю всех рассматриваемых им случаях этот процесс является ферментативным. В нем могут принимать участие одна или две предполагаемые ферментные системы: нитратредуктаза и пока что неидеитифицированная окислительно-восстановительная система. Оттоу проводил свои исследова-
ния с почвенными бактериями. В другой работе (De Castro, Ehrlich, 1970) было показано, что морские бактерии рода Bacillus восстанавливают железо в лимоните (РегОз-пНгО), гётитс (РегОз-НгО) и гематите (Fe203); однако в составе железомарганцевых конкреций существенного бактериального восстановления железа (III) выявлено не было (De Castro, 1969; Ehrlich et al., 1973). С другой стороны, Трошанов (1968) обнаружил в составе руд в некоторых озерах Карельского перешейка бактерии, способные восстанавливать одновременно оксиды железа и марганца. Как и в случае марганца, окисление железа приводит к его удалению из раствора, а восстановление — к его растворению.
VI. ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ МИКРОБОВ С РТУТЬЮ
В природе ртуть распространена, ио-видпмому, повсеместно, хотя ее содержание в большинстве случаев невелико. Обычно ее концентрации в воздухе варьируют от 1 до 50 нг-м"3, в почве — от 0,02 до 0,92 мкг-г~1 (в среднем 0,07 мкг-r'1), в пресной воде—от 0,02 до 0,07 нг-мл"1 и в осадках из пресной воды — от менее 0,01 до 0,15 мкг-г-1 (Klein, 1972; Konrad, 1972). Столь широкое распространение ртути можно частично объяснить химическими и физическими свойствами этого металла и его соединений. Металлическая ртуть при комнатной температуре представляет собой жидкость, обладающую небольшой летучестью, что облегчает ее рассеивание. Хлорид, сульфат и нитрат двухвалентной ртути очень хорошо растворимы, равно как и многие из ее органических солей и других производных, что также способствует распространению ртути. Диметилртуть — летучая жидкость, вследствие чего она легко попадает в атмосферу (Bratt,
1967). Гуминовые и’фульвеиовые кислоты также вносят вклад в распространение ртути благодаря своей способности давать комплексы с ионами ртути (Ramamoorthy, Kushner, 1975b). Природными центрами распространения ртути обычно считают месторождения ртутной руды, главным образом в форме киновари (HgS) и месторождения других руд (свинца, мышьяка, сурьмы), имеющие вулканическое происхождение и содержащие следы ртути (Anonymous, 1965). Моисеев (1971) полагает, что значительные количества ртути попадают в окружающую среду из осадочных пород под действием вулканического тепла и поверхностных гидротермальных растворов. Естественная эрозия ртутьсодержащих месторождений и эксплуатация их человеком считаются главным источником рассеивающейся по всей планете ;ртути. В промышленной деятельности человека распространению ртути в окружающей среде способствуют производство хлора и каустической соды, бумажное производство, дубление, нзготов-
ление ртутных батарей и измерительных инструментов, производство и применение фунгицидов, использование ртутных препаратов в медицине, а также рудное дело (D’ltri, 1972).
Клетки, в особенности клеточные белки, имеют тенденцию связывать ионы двухвалентной ртути, входящие в состав солей. Наиболее эффективны в этом отношении сульфгидрильные группы, вследствие чего соли ртути являются мощными ингибиторами ферментов. Ион метилртути также чрезвычайно ядовит. У позвоночных он, по-видимому, сильнее всего действует на нервную систему и, в частности, на головной мозг благодаря своей растворимости в липидах. Показано также, что метилртуть представляет собой сильный ингибитор аденилциклазы, присутствующей в плазматической мембране клеток печени крысы (Storm, Gunsalus, 1974). Механизм ее воздействия на микробы до сих пор неясен.
Многие микроорганизмы, в том числе бактерии (Jensen, Jer-neloev, 1969; Wood, 1974; Yamada, Tonomura, 1972a, b) и грибы (Landner, 1971; Vonk, Sijpestijn, 1973) способны биохимически модифицировать соединения ртути. Современные данные по этому вопросу суммированы в недавно опубликованном обзоре (Jerneloev, Martin, 1975). Бактерии, осуществляющие этот процесс, превращают соли ртути, не входящие в состав комплексов, в метил- и диметилртуть, используя в качестве донора метильных групп метилкобаламин (СН3В12) в следующей последовательности реакций (Wood et al., 1968):
снав1а сиав1а
Hg2+------^ CH3Hg+---------(CH3)aHg. (12)
С другой стороны, гриб Neurospora crassa метилирует соли ртути только после образования комплекса ионов ртути с гомоци-стеином или цистеииом (Landner, 1971):
S—Hg+ SH
СН2 с!н2
I Донор метильных групп I
СН2 ---------------—----->- CHa + CH3Hg+. (13)
L
Трансметнлаза
СШН2 CHNHa
