Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

Метаболизм молекулярного водорода у Citrobacter freundii

ВАК РФ 03.00.07, Микробиология

Содержание диссертации, кандидата биологических наук, Зацепин, Сергей Сергеевич

ВВЕДЕНИЕ.

Часть I. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

Глава I. Образование хемотрофными микроорганизмами молекулярного водорода.б

Глава 2. Ферментные системы, участвующие в образовании молекулярного водорода микроорганизмами

Часть П. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ

Глава 3. Объект и методы исследования.

3.1. Объект исследования.

3.2. Среды и условия культивирования бактерий.

3.3. Получение суспензий и экстрактов клеток.

3.4. Методы анализов

3.4.1. Измерение молекулярного водорода

3.4.2. Форшатгидрогенлиазная активность

3.4.3. Формиатдегидрогеназная активность.

3.4.4. Гидрогеназная активность.

3.4.5. Определение цитохромов

3.4.6. Энергизатщя мембран c.freundii.

3.4.7. Оцределение биомассы

3.4.8. Оцределение белка.

3.4.9. Оцределение формиата.

3.4.10. Оцределение молекулярного кислорода.

3.4.11. Определение нитритов.

3.4.12. Оцределение рН среды.

3.5. Иммобилизация клеток C.freundii.

Глава 4. Рост c.freundii в разных условиях и образование молекулярного водорода.

Глава 5. Активность ферментов формиатгидрогенлиазного комплекса в зависимости от условий роста. культур

5.1. Формиатдегидрогеназная активность.

5.2. Гидрогеназная активность.

Глава 6. Состав цитохромов.

Глава 7. Стабилизация формиатгидрогенлиазной системы.

ОБСУЖДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ.

ВЫВОДЫ.

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ.

Введение Диссертация по биологии, на тему "Метаболизм молекулярного водорода у Citrobacter freundii"

Роль молекулярного водорода в обмене веществ разных микроорганизмов особенно интенсивно стала изучаться в последние годы. В значительной степени это объясняется тем, что некоторые микроорганизмы, выделяющие и (или) поглощающие Hg представляют интерес для получения биомассы, богатой белком и такого фермента как гидрогеназа, который может применяться в качестве катализатора в топливных элементах, а также при производстве некоторых других практически важных продуктов. Большой интерес проявляется к водородобразувдим микроорганизмам в связи с проблемой возобновления энергетических ресурсов, поскольку молекулярный водород рассматривается как перспективное топливо. Важное практическое значение имеет использование смешанных культур микроорганизмов, содержащих водородобразущие и водородпотреблявдие микроорганизмы, для получения такого горючего газа как метан. С помощью подобных микробных ассоциаций может также осуществляться очистка ощ)ужающей среды от ряда загрязняющих веществ.

Всё это требует детального изучения свойств мшфоорга-низмов, способных выделять и потреблять молекулярный водород. На этом основании можно отбирать штаммы, представляющие практический интерес, оптимизировать условия, обеспечивающие их быстрый рост, а также выделение и поглощение Н2 с наибольшей скоростью.

В связи с этим задачи настоящей работы заключались в следующем:

1. Выяснение роли молекулярного водорода в жизнедеятельности citrobacter freundii при росте в разных условиях.

2. Изучение зависимости выделения с.freundii молекулярного водорода от разных факторов среды и подбор оптимальных условий для его образования.

3. Исследование свойств в образовании этой бактерией ферментной системы, участвующей молекулярного водорода.

ЧАСТЬ I. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

Заключение Диссертация по теме "Микробиология", Зацепин, Сергей Сергеевич

ВЫВОДЫ

1. Citrobacter freundii штамм 62 способен расти, осуществляя такие энергетические процессы как брожение, аэробное и анаэробное дыхание, используя в качестве акцепторов электронов нитраты или фумарат.

2. Наряду с многоуглеродными соединениями, источниками энергии дня c.freundii могут служить формиат или молекулярный водород. Но рост культур в отсутствие многоуглеродных соединений они не обеспечивают.

3. В процессе брожения углеводов и некоторых других органических соединений c.freundii выделяет молекулярный водород, что связано с действием формиатгидрогенлиазной системы.

4. В состав этой системы входят мембрансвязанная гидроге-наза и формиатдегидрогеназа, проявляющая наибольшую активность при наличии в качестве акцептора электронов бензилвио-логена.

5. Синтез этих ферментов и, соответственно, активность формиатгидрогенлиазы индуцируется при росте c.freundii в анаэробных условиях в присутствии формиата и репрессируется при наличии молекулярного кислорода или нитратов.

6. Независимо от условий роста c.freundii образует цито-хромы с, ь и о, а при наличии 02 также цитохромы and. Содержание цитохрома с выше при росте культур в анаэробных условиях в присутствии формиата.

7. При оптимизации условий выращивания и состава реакционной среды клетки c.freundii способны выделять Н2 при разложении формиата со скоростью до 245 мкмоль • мг~~*белка• мин~*.

8. Формиатгидрогенлиаза дольше сохраняет активность в присутствии формиата в анаэробных условиях (то есть в у словиях функционирования) и на воздухе, чем в атмосфере аргона или молекулярного водорода.

9. Иммобилизация клеток c.freundii в каррагинане повышает стабильность формиатгидрогешшазы в три раза при сохранении до 80% от начальной активности их суспензий.

Автор выражает глубокую признательность и благодарность научному руководителю член-корреспонденту АН СССР Е.Н.Кондратьевой и научному консультанту профессору С.Д.Варфоломееву за предоставление темы, внимательное руководство, заботу и доброе отношение.

Приношу также благодарность коллективам кафедр микробиологии и химической энзимологии МГУ за большую помощь, оказанную при выполнении работы.

Библиография Диссертация по биологии, кандидата биологических наук, Зацепин, Сергей Сергеевич, Москва

1. Алексеев В.Н. I960. Качественный анализ. Госхимиздат М., с.503-505.

2. Березин И.В., Варфоломеев С.Д. 1976. Преобразование солнечно ной энергии путем фотосинтетического получения молекулярного водорода. Гелиотехника, 3, с.60-73.

3. Березин И.В., Варфоломеев С.Д., Гоготов И.Н., Зорин Н.А., Тоай Ч.Д. 1975. Исследование стабильности гидрогеназы фото-трофных бактерий Thiocapsa roseopersicina . Докл. АН СССР, т.220, I, с.237-239.

4. Варфоломеев С.Д., Зайцев С.В., Зацепин С.С. 1978. Проблемы преобразования солнечной энергии путем биофотолиза воды. Биол.химия (Итоги науки и техники) т.12, с.269-289.

5. Вуд У. 1963. Брожение углеводов и родственных соединений.

6. В кн.: Метаболизм бактерий. М. Изд-во лит-ры на иностр. яз. с.63-155.

7. Гоготов И.Н. 1979. Гидрогеназы микроорганизмов. Усп.микро-биол., $ 14, с.3-27.

8. Гоготов И.Н. 1983. Метаболизм водорода у фототрофных микроорганизмов. Автореферат дисс. предст.на соиск.уч.ст.докт. биол.наук. Ин-т биохимии им.А.Н.Баха АН СССР ,35 стр.

9. Гоготов И.Н., Зорин Н.А., Ушаков В.М. 1973. Образование разных форм гидрогеназ Rhodospirillum rubrum в зависимости от условий роста. Микробиология, т.42, J& I, стр.21-25.

10. Готтшалк Г. 1982. Метаболизм бактерий. М. Мир, 306 с. 10. 1£узинский И.В., Гоготов И.Н., Бечина Е.М., Семенов Я.В.1977. Гидрогеназная активность водородокислявдих бактерий Alcaligenes eutrophus . Микробиология, т.46, I, с.625-629.

11. Заварзин Г.А. 1972. Литотрофные микроорганизмы. Наука, М. 323 с.

12. Заварзин Г.А. 1978. Водородные бактерии и карбоксидобакте-рии. Наука, М. 205 с.

13. Иммобилизованные ферменты. 1976. под ред.И.В.Березина, В.К.Антонова, К.Мартинека МГУ, М., с.242-261.

14. Имшенецкий А.А. 1967. Биологический круговорот водорода. Вестник АН СССР, 6, с.39-51.

15. Карпилова И.Ю. 1983. Влияние окиси углерода на рост суль-фатредуцирущих бактерий и окисление ими этого субстрата. Автореф.дисс.предст.на соиск.уч.ст.канд.биол.наук. МГУ, М., 17 стр.

16. Кондратьева Е.Н. 1983. Хемолитотрофы и метилотрофы. М. МГУ, с.43-57.

17. Кондратьева Е.Н., Гоготов И.Н. 1976. Микроорганизмы продуценты водорода. Изв. АН СССР. Сер.биол. J6 I, с.69-87.

18. Кондратьева Е.Н., Гоготов И.Н. 1981. Молекулярный водород в метаболизме микроорганизмов. М.: Наука, 344 с.

19. Косяк А.В., Гоготов И.Н., Кулакова С.М. 1978. Фотовццеле-ние водорода цианобактериями Anabaena cylindrica . Микробиология, т.47, 4, с.605-610.

20. Кунлетская М.Б. 1979. Синтез тирозина и 3,4 диоксифенил-аланина бактерией Citrobacter freundii . Прикл.биохим.мик-робиол., т.15, 6, с.827-831.

21. Лория Ж.К., Шапошников В.Н. 1964. Влияние условий культивирования на характер использования муравьиной кислоты Bacterium formicum . Докл. АН СССР, т.156, 5, C.I20I-I203.

22. Лория Ж.К., Шапошников В.Н. 1965. Некоторые особенности физиологии Bacterium formicum. Научн.докл.высш.школы. Биол.науки. I, с.171-174.

23. Моносов Э.З., Нетрусов Л.И. 1975. Локализация энергогенераторов у метанокислявдих бактерий. Микробиол., т.45, 4, с.598-601.

24. Омелянский В.Л. 1953 . 0 разложении муравьиной кислоты микробами. Избр.труды, т.1, Изд-во АН СССР, М. с.368.

25. Пинчукова Е.Е. 1979. Растворимая ищрогеназа водородной бактерии Alcaligenes eutrophus Z-1 . Автореф.дисс.цредст. на соиск.уч.ст.канд.биол.наук. МГУ, М., 19 с.

26. Пинчукова Е.Е., Варфоломеев С.Д., Кондратьева Е.Н. 1979. Выделение, очистка и исследование стабильности растворимой гидрогеназы Alcaligenes eutrophus Z-1. Биохимия, т.44, 4, с.605-615.

27. Плакунов В.К., Лопатик М.Д., Мыльникова С.И. 1973. Природа транспортной системы, осуществляющей перенос хлортет-рациклина в клетки микроорганизмов. Микробиол., т.42, I, с.70-76.

28. Родионов Ю.В. 1981. Метаболизм формиата у микроорганизмов. Усп.микробиол., 16, с.104-138.

29. Родионов Ю.В., Попов В.О., Егоров A.M., Березин И.В. 1978. Определение формиата с помощью бактериальной формиатдегид-рогеназы. Журн.анал.хим. т.33, 2, с.364-367.

30. Стейниер Р., Эдельберг Э., Ингрэм Дж. 1979. Мир микробов. Мир, М., т.З, 486 с.

31. Тоай Ч.Д., Варфоломеев С.Д., Гоготов Й.Н., Березин И.В. 1976. Кинетические закономерности инактивации бактериальных гидрогеназ. Молекулярн.биол., т.10, 2, с.451-457.

32. Шапошников В.Н. 1968. В кн.: Основные физико-химические закономерности физиологии обмена веществ микроорганизмов. Изд-во "Наука", М., cip.13-35.

33. Шлегель Г. 1972. Общая микробиология. Мир, М., 476 с.

34. Abou-Joude A., Chippaux M., Pascal M., Casse F. 1977. Formate: a new electron donor for nitrite reduction in Escherichia coli K-12. Biochem.and Biophys.Res.Communs, v.78, 2, p.579-583.

35. Abou-Joude A., Pascal M., Casse F., Chippaux M. 1978. Isolation and phenotypes of mutants from Escherichia coli K-12 defective in nitrite-reductase activity. FEMS Microbiol.Lett., v.3, 4, p.235-239.

36. Abou-Joude A., Chippaux M., Pascal M. 1979a. Formate-nitrate reduction in Escherichia coli K-12. 1. Physiological study of the system. Europ. J.Biochem., v.95. 2, p.309-314.

37. Abou-Joude A., Pascal M., Casse F., Chippaux M. 1979b. Formate-nitrite reduction in Escherichia coli K-12. 2. Identification of components involved in the electron transfer. Europ.J.Biochem., v.95, 2, p.315-321.

38. Ackrell B.F.C., Asato R.H., Mower H.F. 1966. Multiple forms of bacterial hydrogenase. J.Bacteriol., v.92, 4, p.828-838.

39. Adams M.W.W., Hall D.O. 1977. Isolation of the membrane-bound hydrogenase from Rhodospirillum rubrum. Biochem.Biophys.Res.Communs., v.77, 2, p.730-737.

40. Adams M.W.W., Hall D.O. 1979. Purification of membrane-bound hydrogenase of Escherichia coli. Biochem.J., v.183, 1, p.11-22.

41. Adams M.W.W., Mortenson L.E., Chen J.-S. 1980. Hydrogenase. Biochim. Biophys.Acta, v.594, 1, p.105-134.

42. Aggag M., Schlegel H.G. 1974. Studies on a gram-positive hydrogen bacterium, Nocardia opaca 1b. III. Purification, stability and some properties of a soluble hydrogen dehydrogenase. Arch.Microbiol.,v.100, 4, p.25-39.

43. Albracht S.P.J., Graf E.-G., Thauer R.K. 1982. The EPR properties of nickel in hydrogenase from Methanobacterium thermoautotrophicum. FEBS Letters, v.140, 2, p.311-313.

44. Andersen К., Shanmugam К. 1977. Energetics of biological nitrogen fixation: determination of H2 to NH4 catalysed by nitrogenase of Klebsiella pneumoniae in vivo. J.Gen.Microbiol., v.103, 1, p.107-122.

45. Barr G.C., Palm-Nickols S.E. 1981. Cloning the chl С gene for nitrate reductase of Escherichia coli. FEMS Microbiol.Lett., v.11, 2-3, p.213-216.

46. Ben-Bassat A., Zeikus J.G. 1981. Thermobacteroides acetoethylicus gen.nov.sp.nov., a new chemoorganotrophic, anaerobic thermophilic bacterium. Arch.Microbiol., v.128, 4, p.365-370.

47. Bergey's Manual of determinative bacteriology. 1974. The Williams a. Wilkins Company, Baltimore.

48. Bernhardt Th., Gottschalk G. 1978a. Cell yields of Escherichia coli during anaerobic growth on fumarate and molecular hydrogen. Arch. Microbiol., v.116, 3, p.235-239.

49. Boonstra 0., Konnings W.H. 1977. Generation of an electrochemical proton gradient by nitrate respiration in membrane vesicles from anaerobically grown Escherichia coli. Europ.J.Biochem., v.78, 2, p.361-368.

50. Boonstra 0., Gutnick D.L., Kaback H.R. 1975a. Physiological suppression of a transport defect in Escherichia coli mutants defisient in2+ 2+

51. Ca , Mg -stimulated adenosine triphosphatase. O.Bacteriol., v.124, 3, p.1248-1255.

52. Boonstra J.R., Hutten M.T., Konnlngs W.H., Kaback R.H. 1975b. Anaerobic transport in Escherichia coli membrane vesicles. J.Biol.Chem., v.250, 17, p.6792-6798.

53. Boxer D.H., Clegg R.A. 1975. A trans-membrane location for the proton-translocating reduced ubiquinone nitrate reductase segment of the respiratory chain of Escherichia coli. FEBS Lett., v.60, 1, p.54-57.

54. Braun K., Gottschalk G. 1981. Effect of molecular hydrogen and carbon dioxide on chemoorganotrophic growth of Acetobacter woodii and Clostridium aceticum. Arch.Microbiol., v.128, 3, p.294-298.

55. Brown T.A., Shrift A. 1982. Selective assimilation of selenite by Escherichia coli. Can.J.Microbiol., v.28, 3, p.307-310.

56. Bryant M.P. 1976. The microbiology of anaerobic degradation and metha-nogenesis with special reference to sewage. In: Microbiol.Energy Conversion. Ed.H.Schlegel. J.Bornea. Gottingen. E.Goltze p.106-118.

57. Casse F. 1970. Mapping of the gene Chl В controlling membrane bound nitrate reductase and formic hydrogenlyase activities in Escherichia coli K-12. Biochem.and Biophys.Res.Communs., v.39, 3, p.429-436.

58. Cenek M. 1968. Biopalivove clanky. Chemicke listy, t.62, 8, s.927-974.

59. Chippaux M., Pascal M., Casse F. 1977. Formate hydrogenlyase system in Salmonella typhimurium 412. Europ.J.Biochem., v.72, 1, p.149-155.

60. Chippaux M., Gindici D., Abou-Joude A., Casse F., Pascal M. 1978. A mutation leading to the total lack of nitrite reductase activity in Escherichia coli K-12. MoT.and Gen.Genet., v.160, 2, p.225-229.

61. Chung K.R. 1976. Inhibitory effect of H2 on growth of Clostridium cellobioparum. Appl.and Environ.Microbiol., v.31, 3, p.342-348.

62. Cole O.A., Wimpenny O.W.T. 1966. The inter-relationships of low redox potential cytochrome с552 anc' hydrogenase in facultative anaerobes. Biochim.Biophys.Acta, v.128, 3, p.419-425.

63. Cole J.W., Wimpenny J.W.T. 1968. Methabolic pathways for nitrate reduction in Escherichia coli. Biochim.et biophys.acta, v.162, 1, p.39-48.

64. Cox J.C., Edwards E.C., De Moss J.A. 1981. Resolution of distinct selenium-containing formate dehydrogenases from Escherichia coli. J. Bacterid., v.145, 3, p.1317-1324.

65. Crassi H.C., Andrade E., Puig J. 1979. Nitrate reductase and the membrane composition of pleiotropic chlorate resistant mutants of Escherichia coli K-12. Biochem.Biophys.Res.Communs., v.90, 1, p.86-91.

66. De Moss J.A. 1978. Role of the Chi С gene in formation of the formate-nitrate reductase pathway in Escherichia coli. J.Bacteriol., v.133,2, p.626-630.

67. De Vos P., Stevens P., De Ley J. 1983. Hydrogen gas production from formate and glucose by different members of the Enterobacteriaceae. Biotechnol. Lett., v.5, 2, p.69-74.

68. Diekert G., Ritter M. 1982. Nickel requirement of Acetobacterium woo-dii. J.Bacteriol., v.151, 2, p.1043-1045.

69. Dorn M., Andreesen J.R., Gottschalk G. 1978a. Fumarate reductase of Clostridium formicoaceticum. A peripheral membrane protein. Arch.Microbiol., v.119, 1, p.7-11.

70. Dorn M., Andreesen J.R., Gottschalk G. 1978b. Fermentation of fumarate and L-malate by Clostridium formicoaceticum. J.Bacteriol., v.133, 1, p.26-32.

71. Douglas M.U., Ward F.B., Cole J.A. 1974. The formate hydrogenlyase activity of cytochrome c^-deficient mutants of Escherichia coli K-12. J.Gen.Microbiol., v.80, 2, p.557-560.

72. Dubardieu M., Andrade E., Puig J. 1976. Molybdenum and chlorate resistant mutants in Escherichia coli K-12. Biochem.and Biophys.Res.Communs. v.70, 3, p.766-773.

73. Enoch H.G., Lester R.L. 1972. Effect molybdate, tungstate and selenium compounds on formate dehydrogenase and other enzyme systems in Escherichia coli. J.Bacteriol., v.110, 3, p.1032-1040.

74. Enoch H.G., Lester R.Z. 1974. The role of novel cytochrome b-contai-ning nitrate reductase and quinone in the in vitro reconstraction of formate-nitrate reductase activity of E.coli. Biochim.Biophys.Res. Commun., v.61, 4, p.1234-1241.

75. Enoch H.G., Lester R.L. 1975. The purification and properties of formate dehydrogenase and nitrate reductase from Escherichia coli. J. Biol.Chem., v.250, 17, p.6693-6705.

76. Erbes D.L., Burris R.H., Orme-Johnson W.H. 1975. On the iron-sulfur cluster in hydrogenase from Clostridium pasterianum. Proc.Nat.Acad. Sci.USA, v.72, 12, p.4795-4799.

77. Fimmel A.L., Haddock B.A. 1979. Use of Chi С lac fusions to determine regulation of gene Chi С in Escherichia coli K-12. J.Bacteriol., v.138, 3, p.726-730.

78. Fimmel A.L., Haddock B.A. 1981, Characterization of the Escherichia coli Chi С regulatory region in a cloned Chi С lac gene fusion. FEMS Microbiol.Lett., v.12, 2, p.125-129.

79. Friedrich В., Heine E., Fink A., Friedrich C.G. 1981. Nickel requirement for active hydrogenase formation in Alcaligenes eutrophus. J. Bacteriol., v.145, 3, p.1144-1149.

80. Friedrich C.G., Schneider K., Friedrich B. 1982. Nickel in the catali-tically active hydrogenase. J.Bacteriol., v.152, 1, p.42-48.

81. Garland P.В., Downie J.A., Haddock B.A. 1975. Proton translocation and the respiratory nitrate reductase of Escherichia coli. Biochem.J., v.152, 3, p.547-559.

82. Gest H. 1954. Oxidation and evolution of molecular hydrogen by microorganisms. Bacteriol.Revs., v.18, 1, p.43-73.

83. Gilitz P.H., Krasna A.I. 1975. Structural and catalitlc properties of hydrogenase from Chromatium. Biochemistry, v.14, 12, p.2561-2570.

84. Giordano G., Medani C.-L., Mandrand-Berthelot M.A., Boxer D.H. 1983. Formate dehydrogenases from Escherichia coli. FEMS Microbiol.Lett., v.17, 1-3, p.171-177.

85. Glass T.L., Bryant M.P., Wolin M.J. 1977. Partial purification of ferredoxin from Ruminococcus albus and its role in pyruvate methabolism and reduction of nicotinamide adenine dinucleotide by H£. J.Bacteriol., v.131, 2, p.463-472.

86. Glasser L.H., De Moss O.A. 1971. Phenotypic restoration by molybdate of nitrate reductase activity in Chi D mutants of Escherichia coli. J. Bacteriol., v.108, 2, p.854-860.

87. Glasser L.H., De Moss J.A. 1972. Comparison of nitrate reductase mutants of Escherichia coli selected of alternative procedure. Mol.and Gen.Genet., v.116, 1, p.1-10.

88. Glick B.R., Wang P.J., Schneider H., Martin W.G. 1980. Identification and partial characterization of an Escherichia coli mutant with altered hydrogenase activity. Can.J.Microbiol., v.58, 4, p.361-367.

89. Gogotov I.N. 1978. Relationships in hydrogen metabolism between hydrogenase and nitrogenase in phototrophic bacteria. Biochimie, v.60, 3, p.267-276.

90. Gogotov I.N., Zorin N.A., Serebriakova L.T., Kondratieva E.N. 1978b. The properties of hydrogenase from Thiocapsa roseopersicina. Biochim. Biophys.Acta, v.523, 2, p.335-343.

91. Gottschalk G., Andreesen J.R. 1979. Energy metabolism in anaerobes. In: Microbial Biochem. Ed. Quayle J.R. Baltimore, v.21, p.86-115.

92. Graham A. 1981. The organization of hydrogenase in the cytoplasmic membrane of Escherichia coli. Biochem.J., v.197, 2, p.283-291.

93. Graham A., Boxer D. 1980. Arrangement of respiratory nitrate reductase in cytoplasmic membrane of Escherichia coli. Location of Ji-subunit. FEBS Lett., v.113, 1, 15-20.

94. Graham A., Boxer D.H. 1981. The organization of formate dehydrogenase in the cytoplazmic membrane of Escherichia coli. Biochem.J., v.195, 3, p.627-637.

95. Graham A., Boxer D.H., Haddock B.A. 1980. Immunochemical analysis of the membrane-bound hydrogenase of Escherichia coli. FEBS Lett., v.113, 1, p.167-172.

96. Graham A., Tucker A.D., Smith N.H. 1981. The formate-nitrate respiratory chain of E.coli: localisation of proteins by immunoadsorption studies. FEMS Microbiol.Letters, v.11, N 2-3, p.141-147.

97. Gray C.T., Gest H. 1965. Biological formation of molecular hydrogen. Science, v.148, 3667, p.186-192.

98. Gray C.T., Wimpenny J.W.T., Hughes D.E., Runlett M. 1963. A soluble c-type cytochrome from anaerobically grown Escherichia coli and varius Enterobacteriaceae. Biochim.Biophys.Acta, v.67, 1, p.157-160.

99. Guest J.R. 1969. Biochemical and genetic studies with nitrate reductase C-gene mutants of Escherichia coli. J.Mol.Genet.,v.105,1,p.285-297.

100. Guest J.R. 1979. Anaerobic growth of Escherichia coli K-12 with fuma-rate as terminal electron acceptor. Genetic studies with menaquinone and fluoroacetate-resistant mutants. J.Gen.Microbiol., v.115, 2,p.259-271.

101. Hackett N.R., Bragg P.D. 1983. Membrane cytochromes of Escherichia coli, grown aerobically and anaerobically with nitrate. J.Bacteriol., v.156, 2, p.983.

102. Haddock B.A., Jones C.W. 1977. Bacterial respiration. Bacteriol.Rev. v.41, 1, p.47-99.

103. Haddock B.A., Kendal-Tobias M.W. 1975. Functional anaerobic electron transport linked to the reduction of nitrate and fumarate in membranes from Escherichia coli as demonstrated by Quenching of atebein fluorescense. Biochem.J., v.152, 3, p.655-659.

104. Hall D.O., Cammack R., Rao K.K. 1974. Non-haem iron proteins. In: "Iron in biochemistry and medicine". Eds. Jacobs A., Wordoow M., Acad.Press, p.279-334.

105. Hellingwerf K.J., Bolscher J.G.M., Konings W.N. 1981. The electrochemical proton gradient generated by the fumarate reductase system in Escherichia coli and its bioenergetic implications. Eur.J.Biochem., v.113, 2, p.369-374.

106. Iannotti E.L., Kafkewitz D., Wolin M.L., Bryant M.P. 1973. Glucose fermentation products of Ruminococcus albus grown in continuous culture with Vibrio succinogenes: changes caused by interspecies transfer of H2. J. Bacteriol., v.114, 3, p.1231-1240.

107. Ingledew W.J. 1983. The electron transport chain of Escherichia coli grown anaerobically with fumarate as terminal electron acceptor: an electron paramagnetic resonance study. J.Gen.Microbiol., v.129, 6,p.1651-1659.

108. Jones R.W. 1979. Hydrogen-dependent proton translocation by membrane vesicules from Escherichia coli. Biochem.Soc.Trans., v.7, 5,p.1136-1137.

109. Jones R.W. 1980. The role of membrane-bound hydrogenase in the energy converving oxidation of molecular hydrogen by Escherichia coli. Bio-chem.J., v.188, 2, p.345-350.

110. Kakuno Т., Kaplan N.O., Kamen N.D. 1977. Chromatium hydrogenase. Proc. Nat.Acad.Sci.USA, v.74, 3, p.861-863.

111. Keevil C.W., Hough J.S., Cole J.A. 1979. Regulation of respiratory and fermentative modes of growth of Citrobacter freundii by oxygen, nitrate and glucose. J.Gen.Microbiol., v.113, 1, p.83-95.

112. Kessler E. 1974. Hydrogenase, photoreduction and anaerobic growth. In: Algal Physiology and Biochemistry. Ed. W.D.P. Stewart. Oxford: Black-well, p.456-487.

113. Knappe J., Blaschkowski H.P., Grobner P., Schmitt. 1974. Pyruvate formate-lyase of Escherichia coli: the acetyl-enzyme intermediate. Eur.J.Biochem., v.50, 1, p.253-263.

114. Kondratieva E.N. 1979. Interrelation between modes of carbon assimilation and energy production in phototrophic purpe and green bacteria. In: Microbial Biochemistry. Ed. J.R.Quayle Baltimore Univ. Park Press, p.117-149.

115. Krab K., Oltmann L.F., Stouthamer A.H. 1982. Reduction of oxygen by hydrogen in cells by anaerobically grown Proteus mirabilis. Biochim. Biophys.Acta, v.682, 1, p.59-66.- но

116. Krampitz L.O. 1980. Production of molecular hydrogen by the biophotoly-sis of water via glycolate and formate. In: Trends in the biology of fermentations for fuels and chemicals. Ed. A.Hollaender. Plemun Press. N.Y. p.273-278.

117. Krampitz L.O., Yarris C.E. 1983. Glycolate formation and excretion by Chlorella pyrenoidosa and Netrium digitus. Plant Physiol., v.72, 4, p.1084-1087.

118. Krasna A.I. Regulation of hydrogenase activity in Enterobacteria. J. Bacteriol., 1980, v.144, 3, p.1094-1097.

119. Krasna A.I. 1984. Mutants of Escherichia coli with altered hydrogenase activity. J.Gen.Microbiol., v.130, 4, p.779-787.

120. Kroger A. 1977. Phosphorylative electron transport with fumarate and nitrate as terminal hydrogen acceptors. Microbial Energetics, 27 Symposium of the Society for General Microbiology, p.61-93.

121. Kroger A. 1978. Fumarate as terminal acceptor of phosphorelative electron transport. Biochim.Biophys.Acta, v.505, 2, p.129-145.

122. Lemire B.D., Robinson J.J., Bradley R.D., Scraba D.G., Weiner J.H. 1983. Structure of fumarate reductase on the cytoplasmic membrane of Escherichia coli. J.Bacteriol., v.155, 1, p.391-397.

123. Lester R.L., De Moss J.A. 1971. Effects of molybdate and selenite on formate and nitrate metabolism in Escherichia coli. J.Bacteriol., v.105, 3, p.1006-1014.

124. Lowry O.H., Rosebrough N.J., Farr A.L., Randall R.J. 1951. Protein measurement with folin phenol reagent. J.Biol.Chem., v.193, 1, p.265-275.

125. Lutgens M., Gottschalk G. 1982. Cell and ATP yields of Citrobacter freundii growing with fumarate and hydrogen or formate in continuous culture. J.Gen.Microbiol., v.128, 8, p.1915-1921.

126. MacGregor C.H. 1975a. Anaerobic cytochrome b^ in Escherichia coli: accociation with and regulation of nitrate reductase. J.Bacteriol., v.121, 3, p.1111-1116.

127. MacGregor C.H. 1975b. Synthesis of nitrate reductase component in chlorate-resistent mutants of Escherichia coli. J.Bacteriol., v.121, 3, p.1117-1121.

128. MacGregor C.H., Schnaitman C.A. 1971. Alterations in the cytoplasmic membrane proteins of various chlorate-resistant mutants of Escherichia coli. J.Bacteriol., v.108, 1, p.564-570.

129. Macy J., Kulla H., Gottschalk G. 1976. Hg-dependent anaerobic growth of Escherichia coli on L-malatesuccinate formation. J.Bacteriol., v.125, 2, p.423-428.

130. Maier R.J., Hanus F.G., Evans H.J. 1979. Regulation of hydrogenase in Rhizobium japonicum. J.Bacteriol., v.137, 2, p.824-829.

131. Mandrandt-Bartelot M.A.M., Wee M.Y.K., Haddock B.A. 1978. An improved method for the identification and characterization of mutants of Escherichia coli deficient in formate dehydrogenase activity. FEMS Microbiol.Lett., v.4, 1, p.37-40.

132. Mortenson L.E., Nakos G. 1973. Bacterial ferredoxins and iron-sulfur proteins as electron carriers. In: Iron-sulfur proteins. Ed. Lowen-berg W., Acad.Press, 1, p.37-64.

133. Mortenson L.E., Chen J.S. 1974. Hydrogenase. In: Microbial Iron metha-bolism. Ed. Neilands J.B. Acad.Press., p.231-282.

134. Novotny C. 1977. Energization of the membrane in Citrobacter freundii. Folia microbiol., v.22, 6, p.435-436.

135. Orth V., Chippaux M., Pascal M.-C. 1980. A mutant defective in electron transfer to nitrate in Escherichia coli K-12. J.Gen.Microbiol., v.117, 1, p.257-262.

136. Partridge C.D.P., Yates M.G. 1982. Effect of chelating agents on hydrogenase in Azotobacter chroococcum: Evidence that nickel is required for hydrogenase synthesis. Biochem.J., v.204, 1, p.339-344.

137. Pecher A., Blaschkowski H.P., Knappe K., Boeck A. 1982. Expression of pyruvate formate-lyase (EC 2.3.1.54) of Escherichia coli from the cloned structural gene. Arch.Microbiol., v.132, 4, p.365-371.

138. Peck H.D., Gest H. 1957. Formic dehydrogenase and the hydrogenlyase enzyme complex in coli-aerogenes bacteria. J.Bacteriol., v.73, 6, p.706-721.

139. Peterson J.A. 1970. Cytochrome content of two Pseudomonas, containing mixed-function oxidase systems. J.Bacteriol., v.103, 2, p.714-721.

140. Rittenberg S.C. 1969. The roles of exogenus organic matter in the physiology of chemolithotrophic bacteria. Adv.Microbiol.Physiol., v.3,p.159-196.

141. Rittenberg S.C. 1972. The obligate autotrophs. The demise of a concept. Antonie van Leeuwenhoek. J.Microbiol.and Serol., v.38, 4, p.457-478.

142. Ruiz-Herrera J., Alvarez A. 1972. A physiological study of formate dehydrogenase, formate oxidase and hydrogenlyase from Escherichia coli. Antonie van Leeuwenhoek, v.38, 4, p.479-491.

143. Ruiz-Herrera J., De Moss J.A. 1969. Nitrate reductase complex of Escherichia coli K-12: Participation of specific formate dehydrogenase and cytochrome b^ components in nitrate reductase. J.Bacteriol., v.99, 3, p.720-729.

144. Ruiz-Herrera J., Alvarez A., Figueroa I. 1972. Solubilization and properties of formate dehydrogenases from the membrane of Escherichia coli. Biochim.Biophys.Acta, v.289, 2, p.254-261.

145. Scott R.H., Sperl G.T., De Moss J.A. 1979. In vitro incorporation of molybdate into demolybdoproteins in Escherichia coli. J.Bacteriol., v.137, 2, p.719-726.

146. Schauer N., Ferry J.G. 1982. Properties of formate dehydrogenase in Methanobacterium formicum. J.Bacteriol., v.150, 1, p.1-7.

147. Schlegel H.G., Eberhardt U. 1972. Regulatory phenomena in the methabo-lism of Knallgas bacteria. Adv.Microbiol.Physiol.L.; N.Y.: Acad.Press, v.7, p.205-242.

148. Schlegel H.G., Schneider K. 1978. Distribution and physiological role of hydrogenase in microorganisms. In: Hydrogenases: their catalytic activity, structure and function. Ed.H.Schlegel, K.Schneider. Gottin-gen:Goltze E., p.15-44.

149. Schnaitman C.A. 1971. Solubilization of cytoplasmic membrane of Escherichia coli by triton X-100. J.Bacteriol., v.108, 1, p.545-552.

150. Schneider K., Friedrich B. 1982. Nickel in the catalitically active hydrogenase of Alcaligenes euthrophus. J.Bacteriol., v.152, 1, p.42-48.

151. Schoenmaker G.S., Oltmann L.F., Stouthamer A.H. 1979. Purification and properties of the membrane-bound hydrogenase from Proteus mirabi-lis. Biochim.Biophys.Acta, v.567, 2, p.511-521.

152. Schon G., Voelskow H. 1976. Pyruvate fermentation in Rhodospirillum rubrum after transfer from aerobic to anaerobic conditions in the dark. Arch.Microbiol., v.107, 1, p.87-92.

153. Schonheit P., Moll I., Thauer R.K. 1979. Nickel, cobalt and molybdenum requirement for growth of Methanobacterium thermoautotrophicum. Arch. Microbiol., v.123, 1, p.105-108.

154. Sineriz F., Pirt S.J. 1977. Methane production from glucose by a mixed culture of bacteria in the chemostat: the role of Citrobacter. J.Gen. Microbiol., v.101, 1, p.57-64.

155. Smith G.D. 1978. Microbiological hydrogen formation. Search, v.9, 6, p.209-213.

156. Smith L.A., Hill S., Yates M.G. 1976. Inhibition by acetylene of con-vertional hydrogenase in nitrogen fixing bacteria. Nature, v.262, 5580, p.209-216.

157. Smith M.W., Neidhardt F.C. 1983. Proteins induced by anaerobiosis in Escherichia coli. J.Bacteriol., v.154, 1, p.336-343.

158. Sperl G.T., De Moss J.A. 1975. Chl D gene function in molybdate activation of nitrate reductase. J.Bacteriol., v.122, 3, p.1230-1238.

159. Steenkamp D.J., Peck H.J. 1980. The association of hydrogenase and dithionite reductase activities with the nitrite reductase of Desul-fovibrio desulfuricans. Biochem.Biophys.Res.Commun., v.94, 1, p.41-48.

160. Stephenson M., Stickland L.H. 1931. Hydrogenase: a bacterial enzyme activiting molecular hydrogen. I. The properties of the enzyme. Bio-chem.J., v.25, 1, p.205-214.

161. Stephenson M., Stickland L.H. 1932. Hydrogenlyases. Bacterial enzymes liberating molecular hydrogen. Biochem.J., v.26, 3, p.712-724.

162. Stephenson M., Stickland L.H. 1933. Hydrogenlyases. III. Further experiments on the formation of formic hydrogenlyase by Bact.coli. Biochem. J., v.27, 5, p.1522-1532.

163. Stouthamer A.H. 1976. Biochemistry and genetics of nitrate reductase in bacteria. Adv.Microbial.Physiol., v.14, p.315-375.

164. Tabillion R., Weber F., Kaltwasser H. 1980. Nickel requirement for chemolithotrophic growth in hydrogen-oxidizing bacteria. Arch.Microbiol., v.124, 2/3, p.131-136.

165. Thauer R. 1976. Limitation of microbial Hg-formation via fermentation. In: Microbial Energy Conversion. Ed. H.Schlegel, J.Barnea. Gottingen: Goltze E., p.201-212.

166. Thauer R.K., Jungermann K., Decker K. 1977. Energy conservation in chemotrophic anaerobic bacteria. Bacteriol.Rev., v.41, 1, p.100-180.

167. Thauer R.K., Brandis-Heep A., Diekert G., Gill is H.-H., Graf E.G., Jaenchen R., Schonheit P. 1983. Drei nene Nickelenzyme aus anaeroben bacterien. Naturwissen schaften, Springer-Verlag, v.70, p.60-64.

168. Uffen R.L. 1981. Metabolism of carbon dioxide. Enzyme Microb.Technol., v.3, 3, p.197-206.

169. Upadhyay J., Stokes J.L. 1963. Temperature-sensitive hydrogenase and hydrogenase synthesis in a psichrophilic bacterium. J.Bacterid., v.86, 5, p.992-998.

170. Van der Westen M.M., Meyhew S.G., Veeger G. 1978. Separation of hydrogenase from intact cells of Desulfovibrio vulgaris. Purification and properties. FEBS Lett., v.86, 1, p.122-126.

171. Venables W.A. 1972. Genetic studies with nitrate reductase-less mutants of Escherichia coli. Mol.and Gen.Genet., v.144, 3, p.223-231.

172. Voelskow H., Schon G. 1978. Pyruvate fermentation in light-grown cells of Rhodospirillum rubrum during adaptation to anaerobic dark conditions. Arch.Microbiol., v.119, 2, p.129-134.

173. Vosjan J.H. 1975. Respiration and fermentation of the sulfate reducing bacterium Desulfovibrio desulfuricans in a continuous culture. Plant, and Soil., v.43, 2, p.317-326.

174. Walker C.C., Yates G.M. 1978. The hydrogen cycle in nitrogen-fixing Azotobacter chroococcum. Biochimie, v.60, 3, p.225-231.

175. Walter K., Hippe H., Gottschalk G. 1977. Citrate, a specific substrate for the isolation of Clostridium sphenoides. Appl.and Environ.Microbiol., v.33, 4, p.955-962.

176. Werkmann C.H., Gillen G.F. 1932. Bacteria producing trimethylene glycol. J.Bacteriol., v.23, 1, p.167-182.

177. Widdel F., Pfennig N. 1982. Studies on dissimilatory sulfate-reducing bacteria that decompose fatty acids: 2. Incomplete oxidation of propionate by Desulfobulbus propionicus, new genus, new species. Arch. Microbiol., v.131, 4, p.360-365.

178. Wiegel J.G., Ljungdahl L.G. 1981. Thermoanaerobacter ethanolicus gen. nov.sp.nov., a new extremal thermophilic, anaerobic bacterium. Arch. Microbiol., v.128, 4, p.343-348.

179. Wilde E., Schlegel H.G. 1982. Oxygen tolerance of strictly aerobic hydrogen-oxidizing bacteria. Antonie van Leeuwenhoek. J.Microbiol., Serol., v.48, 2, p.131-144.

180. Wolfe R.S., Pfennig N. 1977. Reduction of sulfur by Spirillum 5175 and syntrophism with Chlorobium. Appl.and Environ.Microbiol., v.33, 2,p.427-434.

181. Wolin M.J. 1976. Interaction between Hg-production and methane-production spesies. In: Microbial Production and utilization of gases. Ed. H.Schlegel, G.Gottschalk, N.Pfennig. Gottingen Goltze E., p.141-149.

182. Wolin M.J. 1979. The rumen fermentation: a model for microbial interactions in anaerobic ecosystems. In: Advances in Microbial Ecology 2. N.Y.; L.: Plenum Press, v.3, p.49-77.

183. Wolin M.J., Miller T.L. 1980. Molybdate and sulfide inhibit H2 and increase formate production from glucose by Ruminococcus albus. Arch. Microbiol., v.124, 2/3, p.137-142.

184. Yagi T. 1979. Purification and properties of cytochrome c^g, an electron acceptor for formate dehydrogenase of Desulfovibrio vulgaris. Biochim.Biophys.Acta, v.548, 1, p.96-105.

185. Yagi Т., Endo A., Tsuji K. 1978. Properties of hydrogenase from particulate fraction of D.vulgaris. In: Hydrogenases, their catalytic activity, structure and function. Ed. H.G.Schlegel, K.Schneider. Gottingen. E.Goltze, p.107-124.

186. Yamamoto I., Ishimoto M. 1977. Anaerobic growth of Escherichia colion formate by reduction of nitrate, fumarate and trimethylamine N-oxi-de Zeitschrift fur Allgemeine Mikrobiologie, v.17, 3, p.235-242.

187. Yamamoto I., Ishimoto M. 1978. Hydrogen-dependent growth of Escherichia coli in anaerobic respiration and the presence of hydrogenases with different function. J.Biochem., v.84, 3, p.673-679.

188. Yamazaki S. 1982. A selenium-containing hydrogenase from Methanoco-ccus vannielii: Identification of the selenium moiety as a selenocys-teine residue. J.Biol.Chem., v.257, 14, p.7926-7929.

189. Yarlett N., Hann A.O.C., Lloyd D., Williams A. 1981. Hydrogenosomes in the rumen protozoon Dasytricha ruminantium. Biochem.J.,v.200,2,p.365-372.

190. Yarlett N. Coleman G.S., Williams A.G., Lloyd D. 1984. Hydrogenosomes in known species of rumen entodiniomorphid protozoa. FEMS Microbiol. Lett., v.21, 1, p.15-20.

191. Zajic J.E., Kosaric N., Brosseau J.D. 1978. Microbial production of hydrogen. Adv.Biochem.Eng., v.9, p.57-109.

192. Zeikus O.G. 1977. The biology of methanagenic bacteria. Bacteriol. Revs., v.41, 2, p.514-541.

193. Zeikus J.G., Hegge P.W., Anderson M.A. 1979. Thermoanaerobium brockii gen.nov.and sp.nov. A new chemoorganotrophic anaerobic bacterium. Arch.Microbiol., v.122, 1, p.41-48.

194. Zeikus J.G., Lee H., Thmpson Т.Е. 1980. Isolation and characterization of a new methylotrophiс acetogenic anaerobic, the Marburg strain. Current Microbiol., v.3, 6, p.381-386.

195. Zinder S.H., Brock T.D. 1978. Dimethyl sulfoxide as end electron acceptor for anaerobic growth. Arch.Microbiol., v.116, 1, p.35-40.

196. Zumft W.G., Cardens J. 1979. The inorganic biochemistry of nitrogen bioenergetic processes. Naturwissenschaften, v.66, 2, p.81-88.