Vliv fyziologických podmínek na tvorbu ATP v bakterie Acidithiobacillus ferrooxidans

Bc. Eva Divíšková

Diplomová práce

Effect of physiological conditions on ATP formation in Acidithiobacillus ferrooxidans

Anotace:

Práce navázala na naše nedávné studie biooxidace síry bakterií A. ferrooxidans. Cílem bylo prokázat dříve naznačené výsledky o mezích korelace mezi růstem buněk a tvorbou ATP a vliv vybraných fyziologických parametrů na tvorbu ATP. Optimalizovala se luminiscenční metoda stanovení ATP a určily se vybrané chemometrické parametry. Metoda byla zlepšena v některých postupek tak, aby byla aplikovatelná na podmínky acidofilních bakterií oxidujících síru, což vyžadovalo řešení nízkého pH a kvantifikovat množství standardního přídavku ATP jinak, než uvádí návod. Mez stanovitelnosti leží pod inokulační koncentrací buněk. Biooxidace síry koreluje s tvorbou ATP v aktivní fázi růstu buněk do doby, než nastane limitace sírou nebo inhibice kyselinou sírovou. Obsah ATP v buňce je kolem 0,2 amol/buňku. Další růstové fáze po přídavku síry a alkalizaci vedou zřejmě ke změněnému metabolickému stavu, kdy po obnovení původní rychlosti oxidace síry a růstu buněk již nedochází k obnovení původní rychlosti tvorby ATP. Důsledkem je klesající obsah ATP v buňce. Příčina toho, že buňka může dosahovat stejných růstových a oxidačních rychlostí s výrazně nižším obsahem ATP není nejasná, ač dříve popsaná variabilita sirného metabolismu by mohla mít souvislost. Vnější příčinou se zdá být vysoké množství biomasy, případně změny vyvolané stacionární fází.

Abstract:

Thesis followed our recent studies on oxidation of elemental sulfur by Acidithiobacillus ferrooxidans. The aim of work was to confirm earlier preliminary results related to correlation between cell growth and ATP formation. Some other physiological parameters influencing ATP formation were investigated. Luminescent assay for ATP was optimized and selected chemometric parameters were determined. The method was improved to be applied on conditions of acidophilic sulfur-oxidizing bacteria. It required to solve a low pH and to apply a standard ATP solution by another way compared to Instruction for use. Limit of determination was lower than inoculum cell concentration. Sulfur biooxidation correlates with ATP formation during an active growth phase, up to substrate limitation or sulfuric acid inhibition. ATP content per one cell is about 0,2 amol/cell. Metabolic state of bacteria might be changed after addition of sulfur substrate at sulfur limitation or ammonia to increase a culture pH. Although the original rates of growth and sulfur oxidation appeared after the above treatment, the original rate of ATP formation was not renewed. It resulted in decreasing ATP content per cell. Although it is not clear what is a reason for this observation, described variability of sulfur metabolism could explain that the same growth and oxidation rates can proceed under much lower ATP content per cell.

Klíčová slova

A. ferrooxidans, ATP, biooxidation, luminescence

Jazyk práce: čeština

Datum vytvoření / odevzdání či podání práce: 30. 4. 2008

Obhajoba závěrečné práce

• Obhajoba proběhla 9. 6. 2008
• Vedoucí: doc. Ing. Martin Mandl, CSc.
• Oponent: doc. RNDr. Petr Zbořil, CSc.

Masarykova univerzita

Přírodovědecká fakulta

Magisterský studijní program / obor:
Biochemie / Biochemie