БЕЛОРУССКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ...

Все водородные бактерии способны потреблять аммиак, многие представители
– мочевину, нитраты, нитриты, разные аминокислоты и азотистые
основания. Некоторые штаммы способны к фиксации молекулярного азота.
Большинство водородных бактерий относится к облигатным аэробам.
Однако среди них преобладают виды, тяготеющие к низким концентрациям
О 2 в среде. Особенно чувствительны к О 2 водородные бактерии, растущие
хемолитоавтотрофно, а также в условиях фиксации молекулярного азота. Это
объясняется инактивирующим действием молекулярного кислорода на
гидрогеназу и нитрогеназу – ключевые ферменты метаболизма Н 2 и фиксации
N 2 .
Водородные бактерии, как правило, мезофилы с температурным
оптимумом для роста 30 – 35 °С. Некоторые виды – термофилы, растущие при
температуре 50 °С и даже 70 °С. Нейтрофилы с оптимальным рН для роста
6,5–7,5.
Окисление водорода связано с наличием гидрогеназ, которые в клетке
могут находиться в растворимом или связанном с мембранами состоянии.
Большинство водородных бактерий содержит только одну форму фермента –
связанную с мембранами. Однако есть виды, имеющие обе формы или только
растворимую (цитоплазматическую) гидрогеназу.
Гидрогеназы с различной локализацией выполняют в клетке разные
функции. Связанный с мембранами фермент, катализирующий реакцию
поглощения Н 2 , передает электроны в дыхательную цепь и, таким образом,
имеет непосредственное отношение к энергетическим процессам.
Растворимая гидрогеназа, катализирующая аналогичную реакцию, переносит
электроны на молекулы НАД + , которые участвуют далее в различных
биосинтетических реакциях. Если же водородные бактерии содержат только
одну растворимую гидрогеназу, то она выполняет обе функции.
Если у водородных бактерий нет растворимой или НАД-зависимой
гидрогеназы, то восстановитель НАД · Н 2 при хемолитотрофном способе
существования этих микроорганизмов образуется с помощью механизма
обратного переноса электронов.
Таким образом, из всех хемолитоавтотрофных прокариот только
водородные бактерии с помощью растворимой гидрогеназы могут осуществлять
непосредственное восстановление НАД + окислением неорганического
субстрата. У всех остальных групп НАД · Н 2 образуется с использованием
механизма обратного транспорта электронов.
Водородные бактерии играют незаменимую роль в природе, участвуя в
круговороте водорода. Они также рассматриваются как перспективные
объекты биотехнологии, поскольку способны на дешевых минеральных
субстратах с высокой эффективностью образовывать биомассу. Белки
53