ELECTRON ACCEPTORS FOR SULPHATE-REDUCING BACTERIA DESULFOMICROBIUM SP. IN THE PROCESS OF OXIDATION OF ORGANIC COMPOUNDS

K. V. Sholiak, T. B. Peretyatko, S. P. Gudz


DOI: http://dx.doi.org/10.30970/sbi.0702.562

Abstract


In the presence of sulfate in the medium? sulfate-reducing bacteria Desulfomicro­bium sp. use it as a final electron acceptor with it’s reduction to hydrogen sulfide. Except sulfate, bacteria Desulfomicrobium sp. are able to use nitrate, сhromate, trivalent iron – Fe (III), fumarate and elemental sulfur as electron acceptors in the process of organic compounds oxidation. Chromate and nitrate provide growth which does not significantly differ from bacterial growth in the medium with sulfate. Under these conditions, Cr+6 is reduced to Cr+3, and nitrates – to nitrite and ammonium. 0.2–2 mM of Cr (III) do not possess any inhibitory effect on the growth of Desulfomicrobium sp. In the presence of sulfate (5 mM) and nitrate (5 mM) in the growth medium, there was observed a simultaneous use of both acceptors of electrons by bacteria. Under the presence of 0.5 mM chromate and 5 mM sulfate in the medium, Cr+6 inhibited sulfate utilization the bacterial cells. Under simultaneous addition of sulphate (5 mM), nitrate (5 mM) and chromate (0.5 mM) into the growth medium, Cr+6 inhibited utilization of sulfate and nitrate by sulfate-reducing bacteria Desulfomicrobium sp.


Keywords


sulfate-reducing bacteria, sulfate-reduction, electron acceptors, chromate, nitrate, sulfate

References


1. Буракаева А.Д., Русанов А.М., Лантух В.П. Роль микроорганизмов в очистке сточных вод от тяжелых металлов: метод. пособие. Оренбург: ОГУ, 1999. 54 с.

2. ГОСТ 26426-85. Почвы. Метод определения ионов сульфата в водной вытяжке. М.: Изд-во стандартов, 1985.

3. Джигирей В.С. Екологія та охорона навколишнього середовища: навч. посіб. К.: Знання, 2004. 309 с.

4. Кшеминская Г.П., Гайда Г.З., Иваш М.Ф. та ін. Хромат-резистентые мутанты дрожжей Pichia guilliermondii: получение и свойства. Микробиология, 2011; 80(3): 308-319.

5. Лакин Г. Ф. Биометрия. М.: Высшая школа, 1990. 352 с.

6. Перетятко Т.Б., Галушка А.А., Гудзь С.П. Використання металів як кінцевих акцепторів електронів сульфатвідновлювальними бактеріями. Біологічні студії, 2009; 3(3): 131-148.
https://doi.org/10.30970/sbi.0303.048

7. Перетятко Т.Б., Гудзь С.П. Відновлення сполук шестивалентного хрому сульфатвідновлювальними бактеріями. Біологічні студії, 2010; 4(2): 39-48.
https://doi.org/10.30970/sbi.0402.092

8. Перетятко Т.Б., Гудзь С.П. Здатність сульфатвідновлювальних бактерій desulfovibrio desulfuricans Ya-11 i Desulfobacter sp. використовувати нітрат як акцептор електронів. Біологічні студії, 2011; 5(2): 51-60.
https://doi.org/10.30970/sbi.0502.150

9. Розанова Е. П. Методы культивирования и идентификации анаэробных бактерий, восстанавливающих серу и ее окисленные соединения. Теоретические и методические основы изучения анаэробных микроорганизмов. 1978: 123-136.

10. Шоляк К.В. Перетятко Т.Б., Гудзь С.П. Хромрезистентні сульфатвідновлювальні бактерії, виділені із стічних вод промислових підприємств. В кн. Фундаментальні та прикладні дослідження в біології: матер. ІІ Міжнар. наук. конф. студентів, аспірантів та молодих учених (м. Донецьк 19-22 вересня 2011 р.). Донецьк, 2011. 269 с.

11. Baumann A., Denk V. The physiology of sulfate reduction. Archives of Microbiology,1950; 15: 238-307.
https://doi.org/10.1007/BF00407345

12. Dalagaard T. Friedhelm B. Nitrate Reduction in a Sulfate-Reducing Bacterium, Desulfovibrio desulfuricans, Isolated from Rice Paddy Soil: Sulfide Inhibition, Kinetics, and Regulation. Applied and Environmental Microbiology, 1994; 1: 291-297.

13. Granger D.L., Taintor R.R., Boockvar K.S. et al. Measurement of nitrate and nitrite in biological samples using nitrate reductase and Griess reaction. Methods in Enzymology, 1996; 268: 142-151.
https://doi.org/10.1016/S0076-6879(96)68016-1

14. Holland S.L., Avery S.V. Chromate toxicity and the role of sulfur. Metallomics, 2011; 3: 1119-1123.
https://doi.org/10.1039/c1mt00059d
PMid:21804974

15. Honchar T.M. Ksheminska H.P., Patsay I.O. et al. Assay of chromium (III) in microbial cultures using chromazurol S and surfactants for monitoring chromate remediation processes. Біотехнологія, 2008; 1(4): 85-94.

16. Keith S.M., Herbert R.A. Dissimilatory nitrate reduction by a strain of Desulfovibrio desulfuricans. FEMS Microbiolоgy Letters, 1983; 18: 55-59.
https://doi.org/10.1111/j.1574-6968.1983.tb00448.x

17. Marchart H. Uber die Reaktion von Chrom mit Diphenylcarbazid und Diphenylcarbazon. Analytica Chimica Acta, 1964; 196(30):11-17.
https://doi.org/10.1016/S0003-2670(00)88678-X

18.Marietou A., Griffiths L., Cole J. Preferential Reduction of the Thermodynamically Less Favorable Electron Acceptor, Sulfate, by a Nitrate-Reducing Strain of the Sulfate-Reducing Bacterium Desulfovibrio desulfuricans 27774. Journal of Bacteriology, 2009; 3: 882-889.
https://doi.org/10.1128/JB.01171-08
PMid:19047345 PMCid:PMC2632061

19. Pat. 6,340,596 B1 USA, Int. Cl. G 01 N 33/00. Reagent composition for measuring hydrogen sulfide and method for measuring hydrogen / Sugiyama M.; assignee Fujirebio Inc. - No 09/248,316 ; fil. 02.11.1999 ; date of pat. 22.01.2002.

20. Tebo B.M., Obraztsova A.Y. Sulfate-reducing bacterium grows with Cr (VI), U (VI), Mn (IV) and Fe (III) as electron acceptors FEMS Microbiology Letters, 1998; 162: 193-198.
https://doi.org/10.1111/j.1574-6968.1998.tb12998.x

21. Unden G., Bongaerts J. Alternative respiratory pathways of Escherichia coli: energetics and transcriptional regulation in response to electron acceptors. Biochimica et Biophysica Acta, 1997; 3: 217-234.
https://doi.org/10.1016/S0005-2728(97)00034-0


Refbacks

  • There are currently no refbacks.


Copyright (c) 2013 Studia biologica

Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.