Зміни окислювально-відновного потенціалу середовища культивування стійкою до важких металів бактерії Pseudomonas diminuta: взаємозв'язок з виділенням з клітин металлотіонеінподобних білків

Особливе положення важких металів (ТМ) серед забруднювачів пов'язано як з можливістю їх накопичення організмами і передачі по харчових ланцюгах, так і з високою токсичністю (Reddy, Prasad, 1990). Вплив ТМ, передусім, позначається на первинних продуцента - Мікроводоростей і ціанобактеріям, які нарівні з гетеротрофних мікроорганізмами можуть використовуватися для детоксикації і витягу коштовних металів, оскільки здатні акумулювати їх з водного середовища та донних відкладень у кількості, що багато разів перевищує потребу в них, як в компонентах мінерального живлення (Nagase et al., 1994). Найбільшою стійкістю до ТМ відрізняються мікроорганізми, виділені в місцях, що містять промислові забруднення, або родовища відповідного металу (Горленко та ін, 1977).

Ванадій, як один із широко поширених ТМ, використовується зеленими, жовто-зеленими і бурими водоростями, міститься в альтернативних Нітрогеназа деяких грунтових бактерій, але не є необхідним елементом для розвитку більшості прокаріотних мікроорганізмів, серед яких найбільш активними біоаккумуляторамі ванадію є бактерії роду Pseudomonas, а також ряд ціанобактерій (Rehder, 1991). Його токсичний ефект обумовлений головним чином тим, що відновлюючись в клітинах, він стимулює утворення вільнорадикальних станів О2 (Popper et al., 1991).

Іони ТМ утворюють меркаптіди з SH-групами тіоловою сполук клітин: реакція оборотна, але рівновага її зміщена в бік слабодіссоціірующіх металлтіолатов (Торчинське, 1977). Стійкість фототрофних та інших мікроорганізмів до дії ТМ найбільшою мірою зумовлена специфічним зв'язуванням основної частини поглинених клітинами ТМ суміжними залишками цистеїну в молекулі спеціалізованих білків -- металлотіонеінов (МТ). Спільним для цих білків є молекулярна маса до 10 кДа і високий вміст тіоловою груп. У спектрі оптичного поглинання МТ в УФ-області близько 250 нм, спостерігаються типові для металлтіолатних комплексів шіpокіе смуги, які зникають пpи видалення металу (Ang, Wong, 1992). Ціанобактерії, культивовані в присутності високих концентрацій ванадати синтезують зв'язує іони металу МТ другого класу (Саваніна та ін, 1995).

У даній роботі встановлена кореляція між залежним від ванадати накопиченням у середовищі культивування бактерій Ps. diminuta низькомолекулярних, багатих SH-групами білків та змінами окисно-відновного потенціалу (Eh) середовища. Матеріали та методи

У роботі використовували гетеротрофні бактерії, виділені з придонного осаду ванадійсодержащего промислового водойми та ідентифіковані нами як Ps. diminuta (Саваніна та ін, 1998). Бактерії культивували при температурі 25-27 ° в конічних колбах на середовищі, що містить в 100 мл водопровідної води глюкозу і пептони в концентрації по 1 г/л (pH 7,2).

Для визначення в культуральной рідини Ps. diminuta вмісту низькомолекулярних білків і SH-груп проби діалізовалі 24 годину при 0о проти 50 мМ трис-HCl буфера, pH 7,6, що включає 10 мМ ЕДТА з використанням мембрани фірми Serva (Німеччина) з діаметром пір, що пропускають молекули масою