Поиск

Физиологическое значение окисления марганца для микроорганизмов
20.10.2012

В некоторых работах, посвященных вопросам окисления марганца микроорганизмами, высказывались предположения об энергетическом использовании этой реакции и о существовании соответствующих бактерий с автотрофным типом обмена. Такой точки зрения в отношении Metallogeuium придерживались Б.В. Перфильев и Д.Р. Габе. В последнее время на основании предварительных экспериментальных данных высказано предположение о миксотрофии окисляющих марганец бактерий. В то же время многие исследователи отрицают возможность энергетического использования реакции окисления марганца, учитывая ее низкую эффективность, а также опираясь на полученные экспериментальные данные.
С. Бромфильд, сопоставивший энергию окисления марганца культурой коринебактерий с интенсивностью ее роста, обнаружил, что окисление происходит после того, как микроорганизм переходит в стационарную фазу развития и не сопровождается существенным увеличением числа клеток. Количество клеток в среде без марганца и с марганцем оказывалось практически одинаковым. Кроме того, в отсутствие органического вещества микроорганизм не развивался. Отсюда автор сделал вывод, что изучавшиеся бактерии, видимо, не извлекают энергии для роста во время окисления марганца.
К аналогичному заключению в отношении Pseudomonas manganoxidans пришли В. Юнг и Р. Швейсфурт, не обнаружившие никакой корреляции между накоплением биомассы клеток и окислением марганца.
К. Дука, выделившая культуры окисляющих марганец бактерий (Pseudomonas sp. nov., Citrobacter freundii) из конкреций, найденных в почвах Греции, также пришла к выводу о гетеротрофной природе этих бактерий. Г.А. Заварзин на основании теоретических предположений и косвенных экспериментальных данных отрицал возможность автотрофии у Metallogenium. Работы, проведенные Г.А. Дубининой, получившей чистые культуры этого микроорганизма, подтверждают справедливость высказанной Заварзиным точки зрения.
Как показали исследования ряда авторов, окисление марганца, сопровождающееся у микробов его накоплением на поверхности клеток, представляет собой ферментативный процесс, в ходе которого двухвалентный марганец окисляется перекисью водорода в присутствии пероксидазы или каталазы.
Накопление окисленного марганца может быть не только следствием ферментативного окисления двухвалентной формы этого элемента, но большей частью представляет собой, по-видимому, суммарный результат энзиматического и автокаталитического его окисления. С. Бромфильд и Д. Девид обнаружили, что образовавшаяся биологическим путем в культуре Arthrobacter окись марганца в дальнейшем катализировала небиологическое окисление данного элемента. Известно также, что двуокись марганца может служить окислителем двухвалентного железа, которое откладывается при этом в форме гидроокиси.