Anaerobní biooxidace síry

Bc. Hana Odstrčilíková, Ph.D.

Diplomová práce

Anaerobic sulfur biooxidation

Anotace:

Práce se zabývá anaerobní oxidací síry, kde Fe3+ slouží jako náhradní terminální akceptor elektronů. Jde o proces, který se vedle aerobní biooxidace síry může podílet na tvorbě kyseliny sírové v prostředí limitace kyslíkem. Takové prostředí předpokládáme v sulfidových odpadech po důlní těžbě, kdy některé velké haldy mohou vytvářet podmínky pro anaerobní prostředí s dostatkem Fe3+. Studium anaerobní oxidace síry tak spolu se studiemi aerobní biooxidace síry a Fe2+ přispívá k poznatkům ve fyziologii sirných a železitých bakterií a jejich environmentální úloze v tvorbě kyselých vod. Z literatury je známo, že tento proces mohou v kyselém minerálním prostředí realizovat bakterie Acidithiobacillus ferrooxidans, kterým je na Ústavu biochemie věnována dlouhodobě pozornost. V poslední době jsou prováděny také proteomické studie bakterií A. ferrooxidans aerobně oxidujích síru nebo Fe2+, za účelem poznání typických proteinů a dynamiky jejich exprese. Během diplomové práce byly tyto studie rozšířeny i na bakterie A. ferrooxidans anaerobně oxidujících síru za použití Fe3+ jako terminálního akceptoru.

Abstract:

The thesis described principles of processes related to anaerobic oxidation of elemental sulfur in Acidithiobacillus ferrooxidans with ferric iron as a terminal electron acceptor. The conditions of the process detection were explored and estimation of the Fe3+ reduction rate and apparent Michaelis constant for Fe3+ were provided. The above constants were determined for bacterial suspension obtained from the cultures at different metabolic stage of iron- and sulfur-oxidizing bacteria. Not all adapted cultures from iron to sulfur oxidaditon were able to oxidize sulfur under anaerobic conditions. Two-dimensional electrophoresis was used for the comparative analysis of changes in protein composition of A. ferrooxidans related to the cells grown aerobically on elemental sulfur or ferrous iron and anaerobic cells. Some proteins with significant changes were choosen for the identification by mass spectrometry. The eleven proteins were identified. The results indicate that there is no significant change in protein composition between aerobic cells grown on Fe2+ and anaerobic cells. The analyses of surface of A. ferrooxidans grown of sulfur or Fe2+ using atomic force microscopy were performed.

Klíčová slova

Acidithiobacillus ferrooxidans, anaerobic respiration/anaerobní respirace, ferric iron, proteomic analysis/proteomická analýza

Jazyk práce: čeština

Datum vytvoření / odevzdání či podání práce: 25. 5. 2007

Obhajoba závěrečné práce

• Obhajoba proběhla 8. 6. 2007
• Vedoucí: doc. Ing. Martin Mandl, CSc.

Masarykova univerzita

Přírodovědecká fakulta

Magisterský studijní program / obor:
Biochemie / Biochemie