Отличительным свойством метилотрофных бактерий является способность ассимилировать углерод из одноуглеродных соединений, содержащих метильную группу (СН3-), а также соединений, содержащих две или более метальные группы, не связанные непосредственно друг с другом (например, диметилового эфира СН3-О-СН3). В природе из соединений этого класса наиболее широко распространен газ метан (CH4), который встречается в залежах угля и нефти и в больших количествах синтезируется метан-образующими бактериями в анаэробных условиях. При распаде пектинов и других природных органических веществ, содержащих метиловые эфиры, образуется метанол, который также является субстратом для метилотрофных бактерий. В тканях растений и животных содержатся другие субстраты метилотрофных бактерий - метиламины и их оксиды..
По способности утилизировать углерод метилотрофы подразделяются на две основные подгруппы микроорганизмов - на облигатных и факультативных метилотрофов. Облигатные метилотрофы способны расти на метане; из других субстратов их рост могут поддерживать лишь диметиловый эфир и метанол. Факультативные метилотрофы способны расти на метаноле и метиламинах, но не на метане. Часто они растут также на муравьиной кислоте и на небольшом числе простых С2- и С4- соединений.
ОБЛИГАТНЫЕ МЕТИЛОТРОФЫ
Первая бактерия Methylomonas methanica, грамотрицательная палочка с полярными жгутиками, была описана почти 90 лет назад и в течение нескольких десятилетий оставалась единственной известной бактерией, окисляющей метан. Развитие и усовершенствование методов накопления и очистки окисляющих метан бактерий в последнее время привело к открытию большого числа новых организмов, в принципе сходных по пищевым свойствам, но разнообразных по структуре. Наилучшим субстратом для данных бактерий является метан. Метиловый спирт для многих штаммов токсичен, и потому его следует вводить в среду в очень низких концентрациях. Скорость роста бактерий невелика даже при оптимальных условиях (время генерации составляет 4-6 ч). Облигатные метилотрофы могут окислять лишь немногие из тех органических субстратов, которые неспособны поддерживать их рост. К таким соединениям относятся муравьиная кислота, которую они окисляют до СO2, этилен и этиловый спирт, окисляемые до ацетальдегида. В качестве источников азота эти бактерии могут использовать как нитрат, так и аммиак. Однако аммиак, являясь ингибитором окисления метана, снижает скорость роста бактерий, если его концентрация превышает 0,05%. В содержащих аммиак средах образуются следовые количества нитрата. Таким образом, окисляющие метан бактерии .оказываются нитрификаторами, хотя данные о том, что они могут получать энергию при таком незначительном в количественном отношении окислении аммония, отсутствуют.
ФАКУЛЬТАТИВНЫЕ МЕТИЛОТРОФЫ
Хотя облигатные метилотрофы и могут расти за счет использования метанола, накопительные культуры при потреблении этого субстрата неизменно обогащаются организмами другого типа, так называемыми факультативными метилотрофам. Из аэробных накопительных культур с метиловым спиртом или с метиламинами были выделены грамотрицательные палочки с полярно расположенными жгутиками, ни одна из; форм которых подробно не описана. Лучше всего из факультативных метилотрофов изучена почкующаяся бактерия Hyphomicrobium. Она является мощным денитрификатором, и ее можно специфически накопить, проводя инкубацию в анаэробных условиях в среде, содержащей метиловый спирт и нитр
Поможем написать любую работу на аналогичную тему