Фототрофні бактерії - Велика Енциклопедія Нафти та Газа, сторінка 1
Фототрофні бактерії
Фототрофні бактерії, що здійснюють безкисневий фотосинтез. До цієї групи віднесені фотосинтезуючі еубактерії, що характеризуються специфічним набором пігментів та особливим типом фотосинтезу: пігменти представлені різними видами бактеріохлорофілу та каротиноїдів; фотосинтез не супроводжується виділенням кисню. [1]
Фототрофні бактерії в цілому можуть зростати в досить широкому інтервалі значень рН, приблизно від 50 до 110, хоча для окремих видів і штамів оптимальне значення рН і зона, в якій можливе їх зростання, можуть суттєво відрізнятися. [2]
Фототрофні бактерії, які здійснюють кисневий фотосинтез. Група представлена еубактеріями, що містять різні набори фотосинтетичних пігментів, але обов'язково - хлорофіл; фотосинтез супроводжується виділенням молекулярного кисню [3]
Оскільки фототрофні бактерії повинні виживати і вночі, не дивно, що і в анаеробних умовах у темряві все ж таки відбуваються енергетичні процеси. Кінцеві продукти анаеробного темнового метаболізму - СО2, ацетат, пропіонат та сірководень. Однак у анаеробних умовах у темряві можуть зростати лише окремі види фототрофних бактерій. [4]
Всі фототрофні бактерії ростуть на простих синтетичних середовищах, що полегшує виявлення їхньої потреби в окремих елементах. Обов'язковими компонентами середовищ, крім джерел вуглецю та азоту, є фосфор, сірка, калій і магній у вигляді мінеральних солей. Встановлено також, що ці мікроорганізми потребують досить великої кількості заліза, але в порівнянні з рослинами виявляють значно меншу потребу в марганці. Зростання їх залежить від концентрації кальцію та наявності в невеликих кількостях такихелементів, як Mo, Co, Zn, Сі та, мабуть, інших. [6]
Здатність фототрофних бактерій до фотосинтезу, як і у рослин, визначається наявністю порфіринових пігментів, що містять магній - хлорофілів. Найбільш поширений бактеріо-хлорофіл av етерифікований, як і хлорофіл рослин, фітолом. Але він відрізняється від цього пігменту тим, що у другому положенні першого піррольного кільця містить ацетильну групу замість вінільної, а друге пір-рольне кільце його відновлено. [7]
У фототрофних бактерій у фотосинтезі беруть участь аналоги X. [8]
Каротиноїди синтезують всі фототрофні бактерії, але також нефототрофні бактерії, мікроскопічні гриби та дріжджі. [9]
Нині фототрофні бактерії широко використовують із дослідження фотосинтезу у різних аспектах, особливо початкових стадій, оскільки вони зручні вивчення цього складного питання. Крім того, пурпурні та зелені бактерії цікаві для з'ясування організації фотосинтезуючого апарату, шляхів біосинтезу пігментів, метаболізму вуглецю, еволюції фотосинтезу та фотосинтезуючих форм. Привертають вони себе увагу й у з іншими біологічними проблемами, зокрема фіксацією молекулярного азоту, і навіть кругообігом вуглецю і сірки у природі. [10]
Можливе також розкладання фототрофних бактерій деяких органічних субстратів з виділенням молекулярного водню. [11]
Крім хлорофілів, всі фототрофні бактерії містять каротиноїди, склад яких у різних видів неоднаковий і досить різноманітний. Усього на сьогодні у фототрофних бактерій виявлено близько шістдесяти каротиноїдів, причому деякі з них в інших організмів не зустрічаються. Для більшості пурпурових бактерій характерна наявність аліфатичних каротиноїдів,містять часто гідроксильпі, метоксильні або кетогрупи. Це - лікопін, спірилоксантін, родівібрин, родопін, сфероїд, сфероїденон та інші близькі пігменти. До них належить оке-нон. [13]
В умовах інтенсивного зростання фототрофних бактерій більшість первинних продуктів асиміляції вуглекислоти та органічних сполук використовується на синтез білків та інших найважливіших компонентів клітин. Але при затримці зростання культур внаслідок нестачі фосфору і особливо азоту відбувається утворення у великих кількостях запасних речовин. І пурпурові та зелені бактерії можуть накопичувати як запасні продукти полісахариди типу глікогену. Накопичення тієї чи іншої запасної сполуки залежить від особливостей організму, а й від джерела вуглецю. Полісахариди переважно накопичуються пурпуровими бактеріями при культивуванні їх на мінеральних середовищах, а також у присутності пірувату, пропіонату, малату або сукцинату. При використанні бутирату або ацетату, особливо без бікарбонату, відбувається накопичення майже виключно полі-р-оксибутирату, так як синтез його починається з конденсації двох молекул ацетил - КоА з утворенням аце-тоацетил - КоА і далі р-оксибутирата. [14]
Дослідження обміну речовин у фототрофних бактерій пов'язані з низкою труднощів. Ці бактерії часто відрізняються великою різносторонністю. [15]