Поиск

Биохимический механизм редукции железа (часть 3)
20.10.2012

Исследователи, изучавшие влияние различных факторов среды на процесс восстановления железа, неоднократно обнаруживали ингибирующее влияние нитратов на образование двухвалентной формы этого элемента. Было установлено, что трехвалентное железо играет роль альтернативного акцептора водорода при анаэробном дыхании микроорганизмов, причем процесс его восстановления протекает при участии нитратредуктазы. Оказалось, что среди грибов и дрожжей железо редуцирующей способностью отличаются только виды, обладающие упомянутым ферментом. В присутствии нитратов восстановление железа подавляется, в связи с тем что организм переключается на нитратное дыхание, которое в энергетическом отношении — более выгодный процесс, чем редукция железа.
Представление о редукции железа как анаэробном процессе противоречит способности таких сугубо аэробных микроорганизмов, как грибы, восстанавливать железо. В том случае, если потребность в кислороде превышает уровень его поступления и почву, электронно-транспортная цепь у нитратредуктазных микроорганизмов переключается на путь нитратредуктазы с использованием NO3-, GLO3-, Mn4+ или Fe3+. При этом в первую очередь восстанавливаются те из перечисленных акцепторов водорода, потребление которых требует меньшей затраты энергии; следовательно, железо расходуется в последнюю очередь.
Способность к редукции железа свойственна не только микроорганизмам, наделенным нитратредуктазной активностью, но и видам, лишенным этого фермента. Так, она обнаружена у мутантов нитратредуктазных бактерий, утративших данный фермент, а также у Bacillus pumilis, В. sphaericus и ряда облигатно анаэробных представителей рода Clostridium, что доказывает наличие какого-то другого ферментативного механизма данного процесса. Соответствующий неизвестный фермент был условно назван ферриредуктазой. Пo данным А.Ш. Галстяна с соавторами, восстановление железа осуществляется Fе2O3-редуктазой.
Таким образом, можно считать установленным, что микроорганизмы оказывают самое непосредственное, т. е. прямое, воздействие на трехвалентное железо, переводя его из состояния высшей валентности в состояние низшей с помощью соответствующих редуктаз. В настоящее время известны две электронно-донаторные системы: нитратредуктазная, при которой в качестве акцепторов электронов могут быть использованы NO3, ClO3 и Fe3+, и желозоредуктазная, где используется Fe3+, но не NO3-. Hитpатредуктазным аппаратом располагают главным образом факультативно анаэробные бактерии, большая же часть облигатных анаэробов использует только ферриредуктазную систему.