Превращение микроорганизмами серосодержащих соединений

Сера – важная составляющая живой клетки, входящая в состав аминокислот цистина, цистеина, метионина, витаминов В₁ (тиамин), В₇ (биотин) и других биологических активных соединений.

В почве сера встречается в форме сульфатов кальция (CaS0₄*2Н₂О), натрия (Na₂S0₄), калия (K₂SО₄), аммония ((NH₄)₂SО₄), сульфидов железа (FeS₃), натрия (Na₂S), цинка (ZnS) и органических соединений.

Органические и неорганические формы серы под влиянием микроорганизмов подвергаются в почве и водоемах различным превращениям. Направление трансформаций соединений серы регулируется в основном факторами внешней среды.

ВОССТАНОВЛЕНИЕ СОЕДИНЕНИЙ СЕРЫ

Усвоение сульфатов из почвы сопровождается восстановлением серы в процессе СУЛЬФАТРЕДУКЦИИ - восстановление сульфатов до сероводорода H₂S СУЛЬФАТРЕДУЦИРУЮЩИМИ БАКТЕРИЯМИ:

+H₂ +H₂ +H₂ +H₂

H₂SO₄ → H₂SO₃ → H₂SO₂ → H₂SO → H₂S

Процессы сульфатредукции (или сульфатное дыхание) происходят в плохо аэрируемых, затопляемые почвах с дефицитом кислорода, а также в воде лиманов, некоторых морей и других водоёмов в зоне анаэробиоза.

СУЛЬФАТРЕДУЦИРУЮЩИЕ БАКТЕРИИ – специализированная группа анаэробных микроорганизмов, использующих сульфат как акцептор электронов (водорода) для окисления органических соединений или водорода.

Большинство сульфатредуцирующих бактерий – гетеротрофы, есть автотрофы.

Донором электронов (водорода) для этих бактерий служат органические соединения (кислоты, спирты), а также молекулярный водород; продукт восстановления соединений серы - H₂S.

Среди бактерий, вызывающих восстановление сульфатов, наиболее подробно изучены неспорообразующие – бактерии родов Desulfovibrio, Desulfotomaculum, Desulfomonas:

1. Бактерии рода Desulfovibrio – грамотрицательные неспоровые слегка изогнутые палочки, подвижные (монотрихи), спор не образуют. Мезофилы (растут при температуре 30⁰ С). Облигатные анаэробы. Обнаружены в морской и пресной воде, иле, почве.

Типичный вид – Desulfovibrio desulfuricans.

2. Бактерии рода Desulfotomaculum – грамотрицательные прямые или изогнутые палочки, образуют споры, подвижные (перетрихи), растут при температуре от 30⁰ до 55⁰ С.

Бактерии облигатные анаэробы, восстанавливают сульфаты до сульфидов.

Бактерии обнаружены в пресных водах, почвах, геотермальных областях, некоторых испорченных продуктах, в кишечнике насекомых и рубце животных.