Asimilace oxidu uhličitého a tvorba ATP v acidofilních bakteriích.

Bc. Eva Pakostová, Ph.D.

Master's thesis

Carbon dioxide assimilation and ATP formation in acidophilic bacteria

Abstract:

Diplomová práce přináší neúspěšný pokus využití plynové chromatografie pro studium asimilace CO2 bakteriemi A. ferrooxidans. Všechny způsoby vykazovaly nedostatečnou citlivost měření. Lepších výsledků dosáhla metoda s CO2 elektrodou, ani ta však původně není konstruovaná na naše podmínky a nelze ji doporučit pro nízkou reprodukovatelnost. Při oxidaci Fe2+ kulturou A. ferrooxidans byly studovány fáze změn obsahu ATP v kultuře, které se nepostihly dříve. Rozhodující je potvrzení souvislostí mezi aktivní a substrát-limitující fází a obsahem ATP v buňkách. U Fe2+ se systém chová standardně, avšak v rozporu s kulturou oxidující síru. Vedle Fe2+ byl testován další rozpustný substrát – tetrathionan, v obou případech obsah ATP výrazně převyšuje stav u buněk na síře, což podporuje dříve postulovanou limitaci sírou. Úvodní experimenty s oxidací pyritu a obsahem ATP v kultuře vedly k hodnotám ATP blízkým při oxidaci Fe2+. Nestandardní chování sirné kultury při vyšších teplotách bylo doplněno proteomickou analýzou za účelem detekce specifických proteinů. Pro dlouhodobost experimentů bylo metodou RAPD-PCR potvrzeno, že v kultuře byla stále přítomna bakterie A. ferrooxidans.

Abstract:

The thesis contains results of unsuccessful experiments based on the use of gas chromatography for study of CO2 assimilation by A ferrooxidans. All the used methods showed insufficient sensitivity of measurement. Better results were obtained with a CO2 electrode, although it originally does not serve for our experimental conditions. Nevertheless the CO2 electrode can not be recommended for its low reproducibility. Phases of changes in cellular ATP content which had not been described in previous studies were investigated during Fe2+ oxidation. Relationships between active and substrate-limiting phases and cellular ATP content was confirmed. In addition to Fe2+, another soluble substrate, tetrathionate, was tested. In case of both substrates, cellular ATP content exceeds the value of ATP content in cells growing on elemental sulfur, which supports elemental sulfur limitation postulated earlier. Preliminary results of pyrite biooxidation and cellular ATP content were obtained. It resulted in ATP values close to those of Fe2+ oxidation. Proteomic analysis was added to studies on elemental sulfur oxidation under higher temperatures in order to detect formation of specific proteins. Due to long-term experiments, a presence of A. ferrooxidans in bacterial culture was monitored by a RAPD-PCR method.

Keywords

Acidithiobacillus ferrooxidans, ATP, bioluminiscence, fixace CO2, proteomicka analyza

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 30. 4. 2009

Thesis defence

• Date of defence: 12. 6. 2009
• Supervisor: doc. Ing. Martin Mandl, CSc.

Masaryk University

Faculty of Science

Master programme / field:
Biochemistry / Biochemistry