Osmotický stres u bioloužicích mikroorganismů

Bc. Daniel Solčiansky

Bachelor's thesis

Osmotic stress in bioleaching microorganisms

Abstract:

This bachelor thesis deals with the study of osmoprotectants used by acidophilic microorganisms in the fight against osmotic stress, which arises in an environment with a high salt concentration. Acidophilic microorganisms are used in biohydrometallurgy. There is a solid motivation to find effective osmoprotectants that can protect them from osmotic stress to be used for bioleaching ores in areas where only seawater is available. The experimental part of the work aimed to determine the resistance of A. ferrooxdians strain CCM 4253 to different concentrations of NaCl during iron oxidation. Furthermore, the effectiveness of potential osmoprotectants in protecting this microorganism from the adverse effects of osmotic stress was tested. The bacterial strain CCM 4253 was more susceptible to increased salt concentration than other strains of A. ferrooxidans. Its iron-oxidation activity was inhibited as early as 6 g l-1 NaCl. The positive effect of the tested osmoprotectants was observed only for betaine and taurine. After their addition at 1 mM, a slight increase in the iron-oxidation rate compared to the control culture was demonstrated.

Abstract:

Tato bakalářská práce se zabývá zkoumáním osmoprotektantů využívaných acidofilními mikroorganismy v boji proti osmotickému stresu, který vzniká v prostředí s vysokou koncentrací soli. Acidofilní mikroorganismy jsou využívány v rámci biohydrometalurgie a existuje v jejich případě velká motivace najít účinné osmoprotektanty, které by je uměli ochránit před osmotickým stresem, aby mohly být využívány k bioloužení rud v oblastech, kde je k dispozici jen mořská voda. Experimentálníčást práce byla zacílena na zjištění rezistence bakteriálního kmene A. ferrooxidans CCM 4253 vůči různým koncentracím NaCl během oxidace železa. Dále byla testována efektivita potenciálních osmoprotektantů chránit tento mikroorganismus před nepříznivým účinkem osmotického stresu. Prokázalo se, že bakteriální kmen CCM 4253 je více náchylný nazvýšenou koncentraci soli ve srovnání s jinými kmeny A. ferrooxidans, přičemž jeho oxidační aktivita byla inhibována již při 6 g l-1 NaCl. Pozitivní efekt u testovaných osmoprotektantů byl sledován pouze u betainu a taurinu, kdy po jejich přidání v koncentraci 1 mM došlo k mírnému nárůstu rychlosti oxidace železa ve srovnání s kontrolní kulturou.

Keywords

bioloužení, acidofily, osmotický stres, osmoprotektanty, chlorid sodný, bioleaching, acidophiles, osmotic stress, osmoprotectants, sodium chloride

Language used: Slovak

Date on which the thesis was submitted / produced: 1. 6. 2021

Thesis defence

• Date of defence: 9. 7. 2021
• Supervisor: Mgr. Jiří Kučera, Ph.D.
• Reader: Mgr. Vojtěch Sedláček, Ph.D.

Masaryk University

Faculty of Science

Bachelor programme / field:
Applied Biochemistry / Applied Biochemistry