Аккумуляция и кристаллизация золота микроорганизмами, выделенными из рудных и россыпных месторождений тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 03.00.07, кандидат биологических наук Куимова, Наталья Григорьевна

• Куимова, Наталья Григорьевна
• кандидат биологических наук
• 1999

Оглавление диссертации кандидат биологических наук Куимова, Наталья Григорьевна

ОГЛАВЛЕНИЕ

Стр.

ВВЕДЕНИЕ-__5

ГЛАВА 1. СПОСОБНОСТЬ МИКРООРГАНИЗМОВ КОНЦЕНТРИРОВАТЬ ЗОЛОТО И МЕХАНИЗМЫ ЕГО АККУМУЛЯЦИИ. (ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР).

1.1 .Форма нахождения и миграции золота в природе._11

1.2.Коллоидное золото, структура и методы его получения._18

1.3.Аккумуляция золота микроорганизмами._21

1.3.1.Иммобилизация ионного золота и места локализации его в клетках.__22

1.3.2.Взаимодействие микроорганизмов с коллоидным золотом._25

1.4.Механизмы аккумуляции металлов микроорганизмами._28

1.4.1.Биосорбция металлов структурными компонентами

клеточной стенки._]_30

1.4.2 .Метаболизм-зависимый транспорт, локализация металла в клетке. '_41

1.4.3.Внеклеточное комплексообразование и осаждение продуктами метаболизма._48

1.4.4.Трансформация металлов с помощью ферментных систем._51

1.5.Возможное участие микроорганизмов в геохимическом цикле концентрирования золота._52

ГЛАВА 2. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ.

2.1 .Характеристика исследуемых месторождений золота. 2.2.Выделение и идентификация микроорганизмов.__

56

2.3.Методы получения коллоидного золота._62

2.4.Методика скрининга взаимодействия микроорганизмов с коллоидным золотом.__

2.5.Методы исследования механизмов аккумуляции и кристаллизации золота:_65

- метод ИК-спектроскопии;

- электронномикроскопические исследования;

- рентгеноструктурный анализ;

ГЛАВА 3. ГЕТЕРОТРОФНЫЕ МИКРООРГАНИЗМЫ РУДНЫХ И РОССЫПНЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЙ И ИХ СПОСОБНОСТЬ КОНЦЕНТРИРОВАТЬ ЗОЛОТО.

3.1. Изучение комплекса микроорганизмов Кировского рудного месторождения, рудопроявления «Снежинка» и Апрельской россыпи._

3.2. Исследование способности природных штаммов бактерий и микроскопических грибов взаимодействовать с коллоидным золотом, поиск активных биосорбентов золота.__

3.2.1.Выбор устойчивой коллоидной системы в качестве теста.

3.2.2.Проведение скрининга взаимодействия микроорганизмов с коллоидным золотом.__77

3.2.3.Создание коллекции микроорганизмов, активных биосорбентов золота.__82

3.2.4. Аккумуляция золота микроорганизмами рудных и

россыпных месторождений._84

3.2.5. Аккумуляция золота музейными и природными

штаммами микроорганизмов._90

ГЛАВА 4. БИОСОРБЦИЯ ЗОЛОТА БАКТЕРИЯМИ И МИКРОСКОПИЧЕСКИМИ ГРИБАМИ.

4.1 .Влияние температуры.__

4.2.Влияние pH - среды на сорбцию коллоидного золота._95

4.3.Динамика сорбции тонкодисперсного золота._96

4.4.Изотермы биосорбции золота._98

4.5.Возможности извлечения золота из растворов биомассой грибов и водорослей._100

ГЛАВА. 5. ИССЛЕДОВАНИЕ МЕХАНИЗМОВ АККУМУЛЯЦИИ И КРИСТАЛЛИЗАЦИИ ЗОЛОТА МИКРОСКОПИЧЕСКИМИ ГРИБАМИ.

5.1.Исследование механизмов биосорбции ионного и коллоидного золота клеточной стенкой методом ИК-

спектроскопии._103

5.2.Электронномикроскопические исследования процессов аккумуляции и кристаллизации коллоидного золота грибами

при длительном времени взаимодействия._109

5.3. Определение структуры биогенного золота методом структурной рентгенографии.___

ВЫВОДЫ_;_124

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Аккумуляция и кристаллизация золота микроорганизмами, выделенными из рудных и россыпных месторождений»

ВВЕДЕНИЕ

Микроорганизмы, включая бактерии, микроскопические грибы и водоросли, обладают способностью извлекать тяжелые металлы и радионуклиды из среды обитания (Илялетдинов, 1984; Gadd, 1989, 1990; Beveridge, 1989). Повышенный интерес ученых из разных областей знаний к процессам аккумуляции металлов объясняется потенциальной возможностью извлечения драгоценных и редких металлов из индустриальных отходов, а также бедных руд, "хвостов" и отвалов. Эта уникальная способность микроорганизмов открывает также определенные возможности для решения экологических проблем по очистке стоков промышленных и горнодобывающих предприятий от загрязнений тяжелыми металлами и токсичными химическими реагентами - цианидами, мышьяком, органическими флотореагентами.

Специфичность связывания ионов многих металлов (в том числе золота) структурными компонентами клеточных стенок бактерий впервые рассматривается в работах Beveridge (1976, 1980). Наиболее изученным к настоящему времени являются процессы взаимодействия бактерий с ионным золотом (Brierley, 1986; Greene, Hosea, 1986). Большим сродством к ионному золоту обладают водоросли, особенно Chlorella vulgaris (Darnall, Hosea 1986, 1989; Green, 1986), аккумуляция золота которой достигает 10% от сухого веса водоросли. Работами канадских ученых показано, что биомасса морской водоросли Sargassum natans проявляет супервысокую активность в извлечении ионного золота из растворов - 420 мг/г сухой биомассы (Kuyucak, Volesky, 1988). Возможности же микроскопических грибов в отношении аккумуляции золота практически не изучены.

Золото, в отличие от большинства других металлов, встречается в природе преимущественно в дисперсном состоянии (Петровская, 1973). Одной из основных форм нахождения и миграции золота в растворах

считается тонко дисперсная, коллоидная форма золота (Крейтер, 1958; Летников, Вилор, 1981; Некрасов, 1996), потеря которого происходит при разработке месторождений (Амосов и др., 1997; Моисеенко, 1997). В связи с этим для исследования была выбрана модельная система взаимодействия "микроорганизм - коллоидное золото".

Исследованиями отечественных авторов установлена роль бактерий в процессах растворения и миграции золота (Ляликова, 1969, 1976; Минеев, 1974, 1976; Коробушкина, 1976, 1977, 1982). Впервые исследования взаимодействия бактерий с металлами в дисперсном состоянии начаты киевскими учеными (Овчаренко и др. 1984, 1986; Ульберг и др., 1986). Была установлена способность ряда коллекционных штаммов бактерий сорбировать частицы коллоидного золота (Саввичев и др. 1985). Нужно отметить, что выполненные ранее исследования по аккумуляции тонкодисперсного золота, проводили главным образом с музейными штаммами бактерий. Работами С.А. Маракушева (1986, 1989) положено начало изучению взаимодействия коллоидного золота с бактериями, выделенными из месторождений. Данные о возможностях природных штаммов микроскопических грибов концентрировать тонкодисперсное золото и механизмах его аккумуляции практически отсутствуют. Этим объясняется выбор нами объектов для исследования и поиск активных биосорбентов золота на месторождениях. В данной работе под определением "природные" штаммы, в отличие от музейных, будут фигурировать штаммы, выделенные из золоторудных месторождений.

Экспериментальное доказательство способности бактерий и грибов-микромицетов, выделенных из месторождений, к аккумуляции и кристаллизации золота имеет важное значение для понимания роли микроорганизмов в концентрации тонкодисперсного золота и его трансформации в зоне гипергенеза, а также позволяет выяснить масштабы

участия микроорганизмов в формировании современных зон окисления золоторудных месторождений и россыпей.

Рассматриваемая в данной работе проблема аккумуляции и кристаллизации золота является актуальной как в теоретическом, так и прикладном значении.

Выполненные исследования можно условно разделить на два, в некотором смысле самостоятельных, направления. Основной целью первого являлось исследование способности природных штаммов бактерий и микроскопических грибов, выделенных из рудных и россыпных месторождений, взаимодействовать с тонкодисперсным золотом, установление масштабов возможного участия микроорганизмов в концентрировании золота на биогеохимических барьерах. Цель второго направления исследований - изучение механизмов аккумуляции и кристаллизации золота микроскопическими грибами;

Для достижения поставленных целей необходимо было решить следующие задачи:

1. Исследовать комплекс гетеротрофных микроорганизмов рудных и россыпных месторождений золота Амурской области.

2. Установить способность природных штаммов микроорганизмов взаимодействовать с коллоидным золотом. Провести поиск активных биосорбентов золота.

3. Сравнить возможности и выявить масштабы аккумулятивной деятельности микроорганизмов в рудных месторождениях и россыпях.

4. Изучить динамику сорбции, определить оптимальные условия извлечения коллоидного золота из растворов активными штаммами бактерий и микроскопических грибов.

5. Исследовать механизм биосорбции ионного и коллоидного золота микроскопическими грибами на первой стадии взаимодействия методом ИК-спектроскопии.

6. Изучить процесс аккумуляции и кристаллизации золота микроскопическими грибами при продолжительном времени взаимодействия.

7. Установить структуру полученных агрегатов биогенного золота.

Научная новизна.

В настоящей работё, выполненной на стыке микробиологии, геологии и коллоидной химии, впервые показаны масштабы аккумулятивной деятельности микроорганизмов в рудных месторождениях и россыпях. Показано, что аккумулятивная функция микроорганизмов по отношению к тонко дисперсному золоту наиболее выражена в россыпях.

Выявлена корреляция между общим количеством выделенных микроорганизмов, числом микроорганизмов, активно сорбирующих золото и содержанием золота в породе. Это указывает на возможное участие микроорганизмов в концентрировании золота на биогеохимических барьерах.

Впервые в экспериментальных условиях произведена кристаллизация золота микроскопическими грибами. Были получены губчатые и сетчатые структуры золота, а также золотоорганические агрегаты. Кристаллическая структура вновь образованного золота установлена методом структурной рентгенографии. Таким образом, показана возможность биогенного минералообразования золота в условиях низкотемпературного гипергенеза.

Практическая значимость.

Создана коллекция природных штаммов бактерий и микроскопических грибов, активно взаимодействующих с коллоидным

золотом. Выделенные штаммы характеризуются высокой емкостью извлечения золота и скоростью адсорбции и могут быть рекомендованы для дальнейшего их использования в качестве биосорбентов золота из техногенных растворов в металлургии и горной промышленности.

Показаны динамика сорбции, оптимальные режимы температуры и рН-среды для извлечения золота из растворов биомассой бактерий и микроскопических грибов.

Установленные закономерности взаимодействия микроорганизмов с дисперсными частицами минеральной фазы могут быть использованы при решении различных прикладных задач при создании новых технологий обогащения и извлечения металлов из растворов, а также для решения ряда экологических проблем.

Наличие в структуре микробиоценоза большого количества микроорганизмов-биосорбентов золота может служить индикационным признаком присутствия золота в породе. Это может быть использовано в качестве одного из нетрадиционных методов поиска месторождений золота.

Основные положения, выносимые на защиту:

1. Бактерии и микроскопические грибы, выделенные из рудных и россыпных месторождений, обладают выраженной способностью аккумулировать тонкодисперсное золото, но различаются между собой активностью взаимодействия с золотом. Основными биосорбентами золота среди бактерий являются грамположительные бактерии родов Bacillus, Micrococcus, а среди грибов-микромицетов - представители рода Pénicillium.

2. Масштабы аккумулятивной деятельности гетеротрофных микроорганизмов в россыпях значительно выше, чем в рудных месторождениях. В россыпи от 30% до 80% выделенных бактерий и грибов

аккумулируют золото за время от 15 мин. до 6 час, тогда как в рудных -только 10-20% кулыурабельных микроорганизмов способны взаимодействовать с золотом с характерным временем сорбции - 24 час и более.

3. Обогащенностъ золотом пород коррелирует в россыпях и зонах окисления с содержанием в них "золотофильных" микроорганизмов. Такие микроорганизмы взаимодействуют как с ионным, так и с коллоидным золотом, и могут служить барьером для осаждения и концентрации золота. Учитывая достаточно высокое содержание микроорганизмов в россыпях, и их высокие аккумулятивные способности, можно утверждать о барьерной, концентрационной функции живого вещества в зоне окисления и россыпях.

4. Экспериментально показана возможность биогенного минералообразования золота микроскопическими грибами в условиях низкотемпературного гипергенеза. Аккумуляция золота активными группами клеточной стенки микромицетов ведет к конденсации металла на образованных центрах кристаллизации и в дальнейшем - к образованию губчатых структур и золотоорганических агрегатов "вторичного" золота, обнаруживаемого в россыпях и зонах окисления.

Автор выражает глубокую признательность Председателю Амурского Научного Центра ДВО РАН, академику В.Г. Моисеенко за всестороннюю поддержку исследований. Особую признательность автор выражает научным руководителям д.б.н. В.В. Михайлову и д.б.н. В.Е. Васьковскому, а также благодарит своих коллег С.М. Радомского, к.х.н. В.И. Радомскую, к.м.н. В.М. Католу, к.ф.-м.н. Е.С. Астапову, к.ф.-м.н. Е.А. Ванину, Т.Б Макееву, Е.Б. Пивченко за оказанную консультативную помощь при выполнении работы.

ГЛАВА 1. СПОСОБНОСТЬ МИКРООРГАНИЗМОВ КОНЦЕНТРИРОВАТЬ ЗОЛОТО И МЕХАНИЗМЫ ЕГО АККУМУЛЯЦИИ (ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР).

1.1. Форма нахождения и миграции золота в природе.

В природе золото присутствует практически во всех типах горных пород и минералов, в небольших количествах оно рассеяно всюду - в почвах, в воде рек и океанов, а также в флоре и фауне. Золото входит в группу элементов, свободное состояние которых является обычной формой нахождения в природе. По своему составу оно не представляет химически чистого золота, так как обычно содержит в виде изоморфной примеси следующие металлы - серебро (Ад), медь (Си), железо (Бе), а иногда также палладий (Рс1), висмут (В1), иридий (1г), платину (Р^ и др. Наибольшее значение имеет отношение Аи-Ад - здесь известны переходы от почти чистого золота до золота с содержанием серебра 43% (электрум). Почти всегда присутствует в самородном золоте небольшое количество меди. Самородное золото, богатое медью (от 9 до 20,4% Си) известно как медистое золото, встречается в природе палладистое золото (до 8% и более Р<1), иридистое и родистое золото .

Издавна существовало мнение о высокой химической устойчивости золота и существование в природе его кислородных соединений считали маловероятным из-за высокого потенциала ионизации. Однако в рудах Аргинского месторождения на Камчатке были найдены гидрооксиды Аи типа (Аи, Ад, Си)(ОН)2, оксигидрат Аи [АиО х Аи(ОН)2], а также оксителлурит с Ад, РЬ, в котором золото являлось резко преобладающим компонентом (Некрасов, 1991). М.И. Новгородова с соавт. (1995) диагносцировала гидроорксид золота АиО(ОНО), найденный в коре выветривания золоторудного месторождения на Южном Урале. Оксид золота образует на поверхности золотин островковую пленку, средняя

толщина которой составляет ОД 5 нм (Щегольков, 1998). Во всех случаях прямого определения золота не проводилось и только благодаря развитию таких методов анализа, как электронная оже-спектроскопия (ЭОС), рентгенофотоэлектронная спектроскопия (РФЭС), дифракция медленных электронов (ДМЭ), обладающих высокой локальностью на величину слоя -1-10 нм, было установлено, что ультратонкие слои на поверхности металлического золота отличаются по химическому состоянию атомов от нижележащих. Таким образом, в настоящее время, в связи с применением современных методов исследования в геохимии, а также достижениями в области химии органических соединений золота, взгляды на золото, как на вещество неизменяемое, являющееся по выражению В.М. Карножицкого (1898) "настоящим символом вечности и бессмертия" (Цит. по кн. Петровской, 1973) утратили свое значение.

Морфология и размеры выделений золота в рудах весьма различны. Золото кристаллизуется обычно в кубической сингонии. Однако хорошо оформленные кристаллы в виде кубов, октаэдров, ромбододекаэдров встречаются реже, чем пластинчатые и листоватые кристаллы, слагающие губчатые, дендритовидные агрегаты размером от долей миллиметра до нескольких сантиметров - это так называемое "видимое" золото. Во многих месторождениях, кроме "видимого" золота, присутствует тонкодисперное и коллоидное с размером частиц менее 1 мкм. Существует следующая классификация самородного золота по размеру частиц (Петровская, 1973, 1993):

Тонкодисперсное (мк) Видимое (мм)

тонкодисперсное -1-10 ультратонкодисперсное -1-0,1 коллоиднодисперсное - < 0,1 очень крупное - > 4 крупное - 4-2 среднекрупное - 2-1 мелкое - 0,9-0,1 очень мелкое - 0,1-0,05 пылевидное - 0,05-0,01

Установлено, что частицы тонкодисперсного золота более распространены в породах, чем видимое золото. В рудных месторождениях Канады 85% самородного золота имеют размеры менее 0,1 мм, в рудах месторождения Карлин 86% золота имеет размер частиц порядка 5 мкм (Моисеенко, Эйриш, 1996). В сульфидных рудах разных месторождений мира обычно доминируют выделения золота крупностью 1-3 мкм. Так, например, в рудах Покровского месторождения (Амурская область) 85,3% золота имеет размеры 1,2-10 мкм (Моисеенко, Эйриш, 1996). Тонкодисперсное золото рассеяно также в гидротермально измененных породах, в связи с этим считается, что велики общие количества "распыленного" золота. Чаще всего тонкодисперсная форма золота содержится в кварце и сульфидах ранних генераций (пирите, халькопирите, сфалерите, пирротине, магнетите). Однако основная его масса связана с халцедоновидным кварцем, так как именно щелочно-кремнекислотные гелеобразные растворы служили хорошим стабилизатором коллоидного золота. Ультратонкие вкрапления золота находят также и в карбонатах, и в окислах (Некрасов, 1991).

К числу специфических черт вторичных выделений золота могут быть отнесены губчатые, моховидные, микропочковидные рельефы поверхности. В некоторых месторождениях широко распространено "горчичное" золото. Это собирательное название не отражает состав и генезис данной разновидности золота. "Горчичное" золото представляет рыхлые пористые агрегаты размером до 0,01 мм и чаще всего образует тончайшие каемки (0,0001-0,001 мм) вокруг монолитных золотин. Проблема генезиса данного золота не решена. Большинство

и «« || _

исследователей склонны считать горчичное золото исключительно продуктом гипергенеза. В формировании его, несомненно, участвовали коллоидные растворы (Некрасов, 1991).

Исследованиями многих авторов (Петровская, 1973; Черняев, 1979; Некрасов, 1996) показано, что золото обладает хорошей миграционной способностью. В природных водах содержание золота колеблется от 0,001 до 117,0 мкг/мл. О формах переноса золота в зоне гипергенеза существовало много спорных мнений, однако на сегодняшний день существуют следующие гипотезы: перенос золота в форме хлоридов и других комплексных соединений, миграция в форме органических соединений, коллоидный перенос золота и миграция в виде тонких взвесей, суспензий.

Большинство золоторудных месторождений формируется при участии галогенных или сульфидных гидротермальных растворов, поэтому наиболее вероятной формой миграции золота считали хлоридные и тиосульфатные комплексные соединения. Важность хлоридных комплексов в транспорте золота от источников к местам рудоотложения впервые экспериментально показал К.В. Krauskopt (1951). В кислых хлоридных растворах , содержащих хлор и сильные окислители (М11О2, Fe) перенос металла предполагался в форме комплексов [AuCLtj", [AuCl]". 2Au + 12Н + 3Mn02 + 8C1 -> 3Mn2+ + г^АиОД" + 6H20

Au + Fe3+ + CI = [AuCl4]' + Fe2+

Однако для формирования хлоридных соединений золота необходимо наличие всех компонентов в среде. В растворах с рН 7-11 хлоридные комплексы нестабильны, поэтому хлоридная гипотеза объясняет лишь часть явлений гипергенной миграции золота (Моисеенко, 1977).

Далее получила развитие гипотеза переноса золота в виде комплексных соединений серы, образующихся в присутствии Fe2(S04)3. Это характерно для зон окисления золото-сульфидных месторождений, где формируются достаточно прочные тиосульфатные комплексы Au(S2Ch)2

Возникновение же Au(S2C>3)3~2 при окислении сульфидов возможно лишь в слабощелочной среде, что не характерно дня зоны окисления золотоносных сульфидных руд, однако они могут играть важную роль в формировании зоны гипергенеза умеренно-сульфидных золоторудных и колчеданных месторождений (Крейтер, 1958).

Представления о миграции золота в виде органических соединений были изначально подвергнуты резкой критике. Гипотетические предположения F. Freise (1931) о повторном обогащении отвалов россыпи в Бразилии были подтверждены экспериментально на примере подвижности золота в растворах гуминовых кислот и привлекли внимание ученых к этому классу соединений. Им была предложена органогенная гипотеза миграции золота в природных условиях. Исследования золотоносности современной и древней органики на золоторудных месторождениях, проведенные И.Я. Коротаевой (1971), подтверждают образование золотогуминовых и золотофульватных соединений. Причем фульваты обычно преобладают, аккумулируя до 50% металла, находящегося в растворе. Установлено, что золото образует с гуминовыми кислотами хелатные комплексы (Фишер, 1974; Nissenbaum, 1976; Baker, 1978:; Bowell, 1993). Вследствие комплексообразования с гуминовыми кислотами металл может фиксироваться и в эндогенных условиях, и при гипергенном образовании вторичных геохимических ореолов. Это подтверждается исследованиями на месторождении Карлин (Невада), где главным рудным компонентом , содержащим более 50% золота, является органическое вещество (Radtke, Schüller 1970; Sexbe, 1976). С помощью ИК-спектроскопии органические экстракты идентифицированы как гуминовые кислоты. Выделенная гуминовая кислота в цианистых растворах образует устойчивые координационные комплексы с золотом, связывая до 84% золота, находящегося в форме [Au(CN)2]".

Происхождение золотоносных конгломератов уникального месторождения Витватерсранд считают возможным при участии гуминовых кислот (Dexter-Dyer, 1983, 1984; Reimer, 1984). Были проведены опыты, в которых растворяли эндогенное золото, и оно мигрировало в виде коллоидов, стабилизированных этими кислотами в анаэробных условиях. В работе M.L. Machesky et al. (1982) экспериментально доказано восстановление Аи3+ фульво- и гуминовыми кислотами до коллоидного золота с размером частиц 20-60 нм.

Возможностью образования в природных объектах фульватов и гуматов золота объясняется повышенная золотоносность пород, обогащенных органическим углеродом (Перцов и др., 1981; Овчаренко, Ульберг, 1985). Содержание металла в битумоидной фракции пород достигает от 42 до 3750 г/т. В виде гуминовых соединений золото концентрируется и в морских осадках (Chyi, 1982). В последнее время эта гипотеза получает все большее признание, в связи с развитием химии органических соединений золота. Установлено, что золото может образовывать прочные связи с углеродом, кислородом, азотом, серой и фосфором (Паддефет, 1982). Были получены золотоорганические комплексы, перспективные в лечении ревматоидного артрита, а также обладающими противоопухолевой активностью (Isab, 1986).

Учитывая широкое развитие в природе коллоидных форм кремнекислоты в виде опала, халцедона и тесную ассоциацию с ними тонкодисперсного золота, считают возможным коллоидный перенос золота, о чем писал еще В. Линдгрен (1934). Детальными исследованиями С. Frondel, (1938) установлено, что золото способно мигрировать вместе с кремнекислотой в коллоидном состоянии. Поскольку золи золота неустойчивы, то кремнекислота служит своего рода стабилизатором, где радикал [Si] представляет собой защитную кремнекислотную матрицу

вокруг коллоидных частиц золота, стабилизирующую их даже при температуре 400-500&С. Изучению взаимодеиствия коллоидного золота с сульфатом железа Fe2(SC>4)3 посвящена работа В.М. Крейтера с соавт. (1958), а взаимодействию с золями кремнекислоты - исследования Ф.А. Летникова и Н.В. Вилор (1981). Авторы отмечают неустойчивость коллоидного золота в зоне окисления месторождений, богатых сульфидами, но в месторождениях убогосульфидных руд их роль могла быть существенна. В природе встречаются колломорфные образования золота в пустотах халцедоновидного кварца. Очень часто природа коллоидного состояния растворов кварцевых жил не сохраняется или затушевывается из-за старения и раскристаллизации коллоидных растворов.

В зоне окисления при растворении сульфидов, при разрушении золотосодержащих карбонатов тонкое золото неизбежно должно выноситься в раствор в виде суспензий. Механическое перемещение частиц самородного золота на Уральских месторождений отмечено М.Н. Альбовым (1960). В зонах окисления кварцево-сульфидных жил "наиболее существенное значение имеет перенос золота в виде суспензий" (Альбов, 1960). Таковы основные гипотезы о возможных формах миграции золота в природе. Таким образом, растворение, миграция и новое отложение характерны для всей гипергенной истории золота и значительную роль в данных процессах играет коллоидная форма золота.

На определенных геохимических барьерах происходит осаждение золота из растворов с образованием "нового" золота в условиях россыпей. Впервые его описал F. Freise (1931). Позднее оно было найдено в старых отвалах на Урале, в Алданском и Ленском районах, примыкающих к зонам сульфидной минерализации с тонкодисперсным золотом (Яблокова, 1965). "Новое" золото обычно представлено губчатыми и пленочными

выделениями на поверхности окатанных его зерен и может образовывать значительные концентрации в россыпях - от 15 до 50% от общего содержания (Попенко, 1982). Сведения о структуре "нового" золота немногочисленны - это работы Н.В. Петровской (1941, 1973), C.B. Яблоковой (1965), Г.С. Попено (1982) и Г.И. Неронского (1998). В качестве характерной его особенности всеми исследователями отмечается пористое строение, мелкозернистая структура "нового" золота (0,002 - 0,01 мм), отсутствие малейших признаков окатывания, что указывает на его образование в аллювиальных отложениях путем осаждения из растворов на границах геохимических барьеров. Вопрос генезиса "нового" или "вторичного" золота остается открытым.

1.2. Коллоидное золото, структура и методы его получения.

Работы Ф. Корню и В.И. Вернадского (1965) положили начало формированию взглядов на огромное значение и универсальность дисперсного состояния земной коры. Коллоидные минералы проявляют совершенно особые свойства благодаря возрастанию поверхностных явлений, возникающих на границе раздела фаз, таких как, способность к адсорбции, ионному и атомному обмену и т.д. В.И. Вернадский рассмотрел минеральные коллоиды и влияние различных факторов на их свойства и установил биогеохимическую роль основных элементов биосферы -алюминия и кремния в земной коре. При этом не меньшее внимание уделялось микроэлементам в том числе и золоту. Было отмечено существование в природе растворов коллоидного золота. Предполагают, что в растворах ионная форма золота быстро восстанавливается до металлического. Это позволяет считать, что в гидросфере оно представлено устойчивым, чрезвычайно разбавленным гидрозолем металлического золота (Перцов и др., 1981).

В результате химического и бактериального окисления сульфидных минералов может высвобождаться тонкодисперсное золото размером 1 мкм и менее (размерности 1-103 " мкм относятся к коллоидным частицам). Стабилизатором коллоидных частиц золота в природе являются кремнезем, карбонат натрия, гидроокись железа, а также органические соединения. Чрезвычайно часто присутствие высокодисперсного золота в каолине и мусковите объясняют адсорбцией коллоидного золота этими минералами. Предполагается также, что пленки колломорфного золота на минералах железных шляп золоторудных месторождений произошли в результате флокуляции частиц коллоидного золота (Петровская, 1973, 1993). Однако до настоящего времени формы существования коллоидных частиц в природе практически не изучены из за сложности их выделения и неустойчивости коллоидных систем. Поэтому одним из основных путей установления возможностей миграции золота в виде коллоидов и аккумуляции его на биогеохимических барьерах является модельный лабораторный эксперимент.

Впервые в работах M. Faraday (1957) опубликована методика приготовления и описаны свойства золя коллоидного золота. Однако только классические работы R. Zsigmondy (1906, 1932) привели к пониманию физико-химических основ существования коллоидного раствора золота, его морфологии и структуры (Цит. по Horisberger, 1992).

Процесс образования коллоидных частиц золота в жидких средах происходит в результате восстановления в местах скопления ионов данного металла электронами восстановителя. Изначально электроны как бы коллективизируются, придавая этой группе ионов свойства конденсированного металла (Натансон, Ульберг, 1971; Faulk, 1971). Выделение металла происходит лишь после некоторого индукционного периода, необходимого для формирования зародыша.

Электронномикроскопические и электроннографические исследования процесса образования коллоидных частиц металлов показали, что в момент своего образования коллоидные частицы имеют аморфную структуру, которая переходит в кристаллическую в процессе своего старения (Берестнева, 1952; Тигкеу1сЬ Т. 1985). Для коллоидных частиц золота аморфная стадия не характерна. Она возникает лишь в момент образования частицы и существует 3-5 минут. Мицелла частицы коллоидного золота

имеет следующее строение: \

■

ш[Аи]\ пАиС12(АиС10Н) (п-х)БГ | хН" (диффуз. слой)

<

ядро / адсорбированые / компенсирующие ^

/ /

оины ионы /

/

/ / На кристаллическом ядре адсорбируется ионный слой,

представленный дихлорауратом [АиСУ и его гидролизованной формой

[АиСЮН]" (Кройт, 1955), которые определяют отрицательный заряд

коллоидных чатиц золота.

Золи золота, полученные восстановлением НАпСи цитратом натрия,

окрашены в рубиново-красный цвет и заряжены отрицательно.

Устойчивость лиофобного золя нарушается в результате коагуляции и

огрубения. Коагуляция по Зигмонди - это образование больших агрегатов ,

в которых первичные частицы сохраняют индивидуальность. Огрубление

соответствует падению степени дисперсности, когда крупные индивиды

растут за счет растворения мелких. Первый процесс протекает за доли

секунды, второй длится медленно (Фервей, 1935). Наличие в растворах

относительно крупной фазы золота свидетельствует о значительной роли

огрубения вследствие кристаллизации.

Устойчивость лиофобного золя определяется величиной и знаком электрокинетического потенциала, возникающего на коллоидных частицах в результате образования двойного электрического слоя (Кузьмина, 1978).

1.3. Аккумуляция золота микроорганизмами.

Первые систематические исследования способности спор некоторых грибов извлекать металлы изложены в работах E.Z. Wutrich (1892). Извлечение меди из сульфатных растворов грибами Trilletia tritici, Ustilago crameri и их спорами достигало 1% от веса (Цит по Muraleedharan et al, 1991). G. Piclúer и J. Wobler (1922) заметили, что после автоклавирования (убитые) споры извлекали больше металла, чем живые (Цит по Muraleedharan et al, 1991).

Однако только полвека спустя в работах В.й. Вернадского (1965) было развито представление о том, что в биогеосфере основными агентами, определяющими концентрацию и превращение химических элементов, являются живые организмы. По отношению к ним все элементы можно разделить на две группы:

■ существенные для организма, такие как калий, магний, марганец, железо, медь, цинк, кобальт и др., которые имеют важную роль в биологических процессах и входят в состав ферментных систем;

■ несущественные - это такие металлы как ртуть, золото, свинец, а также радионуклиды (уран, торий, цезий и др.), которые накапливаются микроорганизмами в значительных количествах, но биологический смысл этого явления не установлен.

Известно, что многие высшие растения (Бабичка, 1954; Летунова, Ковальский, 1978; Olsen, 1981; Kotrba et al, 1994), мхи (Jones, 1985) обладают концентрирующими свойствами, однако микроорганизмы в данном случае имеют особое значение. Это обусловлено не только огромным разнообразием экологических ниш, занимаемых

микроорганизмами, но и большими возможностями их ферментативного аппарата. К тому же бактерии имеют самую высокую сорбционную способность из всех форм жизни, так как имеют самое высокое отношение площади поверхности к объему клетки и отрицательно заряженную поверхность по отношению к окружающей среде (Trudiiiger, Swaine, 1979; Beveridge, 1989). Концентрационный фактор для К, Fe, AI, Ва, Zn, Р, Си, Pb, Cr, Mo, Со составляет от 102 до 10б. Золото концентрируется от 104 до 105 степени относительно окружающей среды (Mann et at., 1987) - это довольно высокий концентрационный фактор, учитывая низкое кларковое содержание его в природе (2-6 мг/т). Однако биологический смысл накопления золота клетками микроорганизмов остается неясным.

1.3.1. Иммобилизация ионного золота и места локализации его в клетках.

Существенную роль в процессах транспорта, накопления и седиментации золота в природе, несомненно, играет биогенное органическое вещество (Reuter, 1977) почв и растворов, однако совершенно очевидно, что живые организмы обладают значительно большими возможностями.

Впервые взаимодействие Аи3+ со структурными компонентами клеток Bacillus subtilis было изучено в работах TJ. Beveridge (Beveridge, Murray, 1976; Beveridge, 1985). Элекронномикроскопические исследования ультратонких срезов клеточных стенок после взаимодействия с ионным золотом показали образование электронно-плотных гранул (5-25 нм) золота внутри клеточной стенки, а также отмечены электронно-плотные области во внутриклеточном пространстве у клеточной стенки.

Исследовано влияние ионного золота на рост и развитие бактерий. В работе Т.А. Пивоваровой (1986) показано, что при концентрации Аи3+ -0,332 мг/мл наблюдается отчетливое подавление дыхания и появляются

заметные изменения в ультраструктурной организации клеток T}iiobacillus ferrooxidans. При концентрации - 0,79 мг/мл практически полностью подавляется дыхание бактерий и активность ферментов, участвующих в окислении серы и железа - сульфатоксидазы, тиосульфатоксидазы, железооксидазы и др. С помощью электронной микроскопии было установлено, что в клеточной стенке, в периплазматическом пространстве и на поверхности цитоплазматической мембраны наблюдаются отложения электронно-плотных гранул от 2 до 40 нм. Методом энергодисперсионного анализа установлено, что наблюдаемые гранулы являются металлическим золотом. Электронно-плотные зоны обнаружены также и в цитоплазме бактерий. Причем процесс деструкции клеток коррелирует с увеличением размера электронно-плотных гранул. Основная часть золота связана с фрагментами клеточных стенок (50%) и, только около 20%, с фрагментами цитоплазматических и лизосомальных мембран.

В цикле работ (Бирюзова и др., 1987; Коробушкина и др., 1986, 1989) исследовано взаимодействие дрожжей Candida utilis с ионным золотом (Аи3+) и отмечается высокая токсичность ионного золота по сравнению с порошковым (Аи°). Электронномикроскопические исследования показали, что гранулы золота присутствуют на поверхности клеток, но основным местом локализации золота в дрожжах является внутриклеточное пространство.

Исследования киевской группы ученых (Ульберг, 1990; Карамушка и др. 1990; Karamushka et al., 1991) показали, что концентрирование Аи3+ клетками бактерий и водорослей является энергозависимым процессом и связано с функционированием генераторов трансмембранного потенциала плазматической мембраны, причем плазмалемма должна быть интактной и

•Л |

сохранять барьерные свойства. Концентрирование Аи водорослями связано с функционированием ферментов на цитоплазматической

мембране клетки, причем особую роль играет АТФ-аза. Извлеченный из раствора металл локализуется на поверхности клеточной стенки и мембраны.

Работами зарубежных авторов показано, что большими сорбционными способностями к ионному золоту отличаются водоросли (Kuyucak, Volesky, 1988, 1989; Carvalho et ah, 1994). Аккумуляция золота биомассой Chlorella vulgaris достигает 10% от сухого веса биомассы (Green et ah, 1986). Отмечают также способность Ch. vulgaris извлекать ионное золото из сильно разбавленных растворов (10 9 М) (Damall et ah, 1986). При взаимодействии водорослей с растворами ионного золота [АиС14]~ происходит восстановление Аи3+ до Аи1+, последнее считается наиболее стабильным состоянием золота в биологических системах. При определенных условиях процесс восстановления идет дальше и Аи1+, связанный с клеткой, восстанавливается до Au° (Hosea, 1986). В результате электронномикроскопических исследований клеток водорослей после взаимодействия их с раствором ионного золота, были обнаружены тетраэдрические кристаллы золота, причем основным местом локализации являются поверхностные структуры клеток.

В работах канадских ученых показано, что убитая биомасса морской водоросли Sargassum natans проявляет супервысокую активность в извлечении ионного золота из растворов - 420 мг/г сухой биомассы (Kuyucak, Volesky, 1988). Исследования с помощью электронной микроскопии установили, что основным местом локализации золота у водорослей, как и у бактерий, является клеточная стенка. Однако при длительном времени взаимодействия небольшие количества данного металла проникают в клетку. Последнее, скорее всего, связано с токсическим действием металлов на цитоплазматическую мембрану клетки.

Таким образом, анализ известных литературных данных по аккумуляции золота микроорганизмами показал, что основное количество работ посвящено исследованию взаимодействия бактерий и водорослей с ионным золотом. В настоящее время внимание ученых привлечено к изучению потенциальных возможностей микроскопических грибов с целью использования их для извлечения драгоценных металлов из растворов (Каравайко, 1996). В качестве объектов исследования была использована биомасса грибов - отходов фармацефтической промышленности. Возможности же природных штаммов, выделенных из месторождений золота, практически не изучены.

1.3.2. Взаимодействие микроорганизмов с коллоидным золотом.

Первые работы по взаимодействию микроорганизмов с коллоидным золотом были выполнены киевской группой ученых. Этими работами положено начало изучению принципиально нового типа коллоидно-биохимического взаимодействия - избирательная адгезия коллоидных частиц на поверхности живых клеток бактерий и водорослей (Овчаренко, Перцов, 1984; Овчаренко, Ульберг, 1986, 1987; Ульберг, Карамушка, 1986). Установлено, что между клетками бактерий и частицами коллоидного золота, наряду с неспецифическим (электростатическое взаимодействие и силы Вандервальса), действует гораздо более сильное, специфическое взаимодействие, обусловленное строением клеточной стенки и особенностями метаболизма.

Были выполнены работы по выяснению роли биохимических факторов при взаимодействии бактерий с коллоидным золотом. Модельные опыты с использованием коммерческих белков показали, что взаимодействие белков с частицами золота может быть обусловлено не только электростатическим фактором, но и специфическим связыванием за счет функциональных групп аминокислотных остатков (De Roe, 1987).

Использование п-хлормеркурибензоата (ХМБ), специфического реагента на БН-группы, позволило резко снизить флокулирующую активность исследуемых препаратов, что свидетельствует о существенной роли тионовых групп при взаимодействии с коллоидным золотом (Ульберг и др., 1985).

При изучении роли веществ белковой и углеводной природы в сорбции коллоидного золота был использован метод ферментативной обработки поверхности бактериальных клеток. Частичное разрушение полисахаридного каркаса бактериальных оболочек с помощью лизоцима показало, что сорбционная способность обработанных ферментом клеток значительно снижается по сравнению с контрольными вариантами. Это указывает на существенную роль нативной структуры полисахаридов в сорбции коллоидного золота клетками.

Из клеточных стенок методом бутанольной экстракции был выделен фактор, связывающий коллоидное золото. С помощью электрофореза в полиакриламидном геле в присутствии додецилсульфата натрия установлено, что этим фактором является гликопротеид с молекулярной массой около 50 ООО кД, локализованный в клеточной стенке активных штаммов (Ульберг и др., 1986; Грузина, 1987).

Для выяснения возможностей разных групп микроорганизмов взаимодействовать с коллоидным золотом были выполнены модельные эксперименты с обширной группой музейных штаммов грамположительных и грамотрицательных бактерий, актиномицетов и грибов (Саввичев и др., 1985, 1986; Никитин и др., 1986). Результаты показали, что аккумуляция тонкодисперсного золота свойственна живым клеткам, а степень активности культуры является штаммоспецифическим признаком. Было также установлено, что некоторые аминокислоты

(аргинин, глугаминовая кислота, цистеин) способствуют осаждению золота из раствора.

Все приведенные выше работы по исследованию аккумуляции коллоидного золота были выполнены с музейными культурами бактерий. В работах С.А. Маракушева (1989, 1991) показаны большие возможности природных штаммов бактерий (Micrococcus luteus, Pseudomonas stützen% выделенных из месторождений золота, накапливать коллоидное золото из растворов. Предполагается, что взаимодействие микроорганизмов с частицами коллоидного золота включает ряд последовательных стадий: притяжение коллоидных частиц к поверхности клеток, химическое закрепление, образование агрегатов золота, перекристаллизация. Электронномикроскопические исследования и применение ингибиторов разного типа действия позволили установить, что местом локализации золота является клеточная стенка (Маракушев, 1988).

Есть некоторые данные о влиянии дисперсных частиц золота на основные показатели жизнедеятельности микроводорослей и бактерий (Багнюк и др., 1989). В зависимости от концентрации и времени взаимодействия дисперсных частиц золота с клетками хлореллы изменяется активность дыхания и фотосинтеза. При концентрации золота -6,0 10"4 мг/107 клеток увеличивается поглощение кислорода на 20-35% по сравнению с контролем, а также усиливается фотосинтетическая деятельность. Наибольшей адсорбцией обладают молодые клетки водорослей, нужно отметить, что убитые клетки Chlorella vulgaris связывают меньше металла чем живые.

Большая часть известных работ по извлечению золота из коллоидных растворов рассматривает взаимодействие музейных штаммов бактерий и микроводорослей с коллоидным золотом. Определение возможностей

микроскопических грибов концентрировать тонкодисперсное золото из растворов является открытой темой для исследований.

1.4. Механизмы аккумуляции металлов микроорганизмами.

В последние годы большое внимание уделяется исследованию механизмов аккумуляции металлов и радионуклидов микроорганизмами, что связано в первую очередь с возможностью решения экологических проблем загрязнения окружающей среды, в частности - с целью создания хранилищ ядерных отходов (McLean et ah, 1995; Pedersen, 1996).

Механизмы аккумуляции металлов микроорганизмами разнообразны: от физико-химического взаимодействия на клеточной стенке до механизмов, зависящих от процессов метаболизма, таких как транспорт, внутриклеточная компартментализация и внеклеточное осаждение продуктами метаболизма (Shumate, 1985; Gadd, 1986, 1988; 1993; Volesky, 1987, 1994; Fransis, 1990; Muraleedharai, 1991, McLean, 1996). Установлено, что как живые микроорганизмы и продукты их жизнедеятельности, так и мертвые клетки способны извлекать металлы нз растворов. Наблюдаются различия в механизмах транспорта и в селективности концентрирования определенных металлов даже среди разных штаммов микроорганизмов. Аккумуляция металлов из среды обитания есть штаммоспецифический признак (Саввичев и др., 1986).

Учитывая все разнообразие взаимодействия микроорганизмов с металлами, можно выделить следующие основные механизмы иммобилизации или удаления металлов из растворов (рис. 1):

(1) Биосорбция металлов структурными компонентами клеточной стенки.

(2) Метаболизм-зависимый транспорт и локализация металлов в клетке.

Комплексообразование и осаждение

—— . сульфид

Меп1

трансформация

Щ, 8е, Ая, Те

Ме°

Активный транспорт

Рис. 1. Возможные механизмы аккумуляции металлов микроорганизмами.

1. Биосорбция клеточной стенкой; 2. Внеклеточное комплексообразование и осаждение; 3. Активный транспорт; 4. Трансформация; МТ - металлотионеины

(3) Внеклеточное комплексообразование и осаждение продуктами метаболизма.

(4) Трансформация металлов с помощью ферментных систем.

Процесс связывания металлов клеточной стенкой,

экстрацеллюлярными полисахаридами и продуктами метаболизма происходит как в живых, так и в мертвых клетках, тогда как метаболизм-зависимый транспорт может иметь место только в живых системах и тесно связан с токсичностью металлов (Rogers, 1980).

Нужно отметить, что указанные механизмы аккумуляции могут идти в клетке одновременно, в некоторых случаях один способен давать начало другому процессу или быть его составной частью.

1.4.1. Биосорбция металлов структурными компонентами клеточной стенки.

Термин "биосорбция" используется в литературе, чтобы описать

метаболизм-независимый процесс связывания тяжелых металлов и радионуклидов клеточной стенкой или другими экстрацеллюлярными поверхностями живой или мертвой клетки (Mullen, 1989; Gadd, 1990, 1996, Ghosh, Bupp, 1992). Само понятие "адсорбция" включает в себя аккумуляцию или концентрацию вещества (адсорбата) на поверхности адсорбента. Имеется три основных типа взаимодействия ионов металлов с поверхностными структурами клетки :

(1) Электростатическое притяжение, называемое обменной адсорбцией. В отношении микробной клетки это проявляется во взаимодействии положительно заряженных ионов металлов с отрицательно заряженными лигандами клеточной поверхности (Brierly, 1983).

(2) Физическая адсорбция или идеальная включает в себя силы Вандервальса.

(3) Химическая адсорбция.

Кроме перечисленных типов взаимодействия к адсорбции на поверхности клетки иногда относят кристаллизацию и другие формы отложений металлов, тогда термин "биосорбция" несет в себе более широкий смысл, чем просто физико-химическое взаимодействие металлов с клеточными компонентами.

Извлечение металла клеточной стенкой и плазматической мембраной - быстрый, рН-зависимый процесс, который происходит за счет взаимодействия ионов металла с функциональными группами в составе поверхностных структур (БЬиШе^уогЙ!, 1993).

Рассмотрим биосорбцию металлов разными группами микроорганизмов. БАКТЕРИИ

Особенности строения клеточной стенки грамположительных и грамотрицательных бактерий играют ведущую роль в биосорбции металлов из растворов (Веуеп<%е, 1985,1989; ЬешсЬ е! а1., 1995) (рис. 2).

Клеточная стенка грамположительных бактерий состоит из пептидогликана, который составляет до 30-50% от веса клеточной стенки, тейхоевых и тейхуроновых кислот. Карбоксильные группы (-СООН) обеспечивают основной отрицательный заряд пептидогликана. Тейхоевые кислоты - это цепочки глицерола, несущие также (-) заряд поверхности клеточной стенки за счет фосфатных групп. Таким образом, клеточная стенка грамположительных бактерий несет большой отрицательный заряд и имеет большой потенциал для извлечения металлов из растворов (Веуепс^е, 1989). Основное количество ионного золота, извлеченное клетками бактерий В. зиЫШя, как установлено Т.1. Веуепс^е (1976) связывается с заряженными функциональными группами группами

грамотрицательная

■ .г Липопротеид

тл

грамлоложительная

Тейхоееая кислота

__—f

Рис. 2 Строение клеточной, стенки бактерий (Rees, Sternberg, 1988 г.)

клеточной стенки: карбоксильными группами пептидогликанов и фосфатными группами тейхоевых кислот.

Строение клеточных стенок грамположительных бактерий Bacillus megaterium, Micrococcus lysodeikticus, Streptococcus nutans способствует аккумуляции широкого спектра металлов, причем связывание идет в следующем порядке: La > Cd > Sr > Са > Mg (Norris, Kelly, 1979; Walker, 1989; Cotoras et al., 1992).

Изолированные клеточные стенки В. subtilis избирательно накапливают ряд металлов, причем карбоксильные группы глютаминовых кислот пептидогликанов считают основным местом их отложения на клеточной стенке (Beveridge, 1976; Mayers, 1989). У В. licheniformis фосфатные группы тейхоевых и тейхуроновых кислот являются основным центром связывания металлов (Beveridge, 1982). Таким образом, даже некоторые отличия в строении клеточной стенки у разных видов бактерий объясняют их различные сорбционные возможности.

Клеточная стенка грамотрицательных бактерий отличается по структурным и химическим характеристикам от таковой у грамположительных бактерий. Она состоит из двух мембран с тонким слоем пептидогликана в периплазматическом пространстве между ними (Beveridge, 1989; Duong et al., 1997) (рис. 2). На примере Escherichia coli были установлены два типа мест связывания меди с клетками бактерий. Изначально идет взаимодействие металлов с полярными группами структурных единиц внешней мембраны, а далее возможно связывание с пептидогликановым слоем в определенной последовательности сродства к металлам: Zn2+, Cd2+> Mn2+, Со2+, Ni2+ > Mg2+, Ca2+ (Norris, Kelly, 1979; Hoyle, Beveridge, 1983; Beveridge, Fife, 1985). У Klebsiella oxytoca связывание следовых количеств ряда металлов - Cs, Sr, Eu происходит в результате комплексообразования с карбоксильными и фосфатными

группами (Wallberg, 1991). Установлена возможность Е. coli и Ps. putida извлекать следовые количества золота из раствора - 0,001-0,004 нг Аи/мл (Watkins, 1987; Robles, 1993). Нужно отметить, что возможность извлекать следовые количества золота из разбавленных растворов, является одним из главных достоинств биосорбентов по сравнению с ионообменниками.

Установлена высокая активность сорбции металлов (Си, Cd) капсульными полисахаридами Pseudomonas sp. и Arthrobacter sp. (Gloaguen, et ah, 1996.

Помимо клеточной стенки и капсульных полисахаридов определенную роль в биосорбции металлов может играть цитоплазматическая мембрана (Balakina et ah, 1996). При исследовании роли клеточных структур Micrococcus luteus в сорбции коллоидного золота установлено, что определенным фактором в данном процессе являются белковые компоненты мембран (Левченко и др., 1997). Причем после бутанольной экстракции липиды и каратиноиды не обнаруживали даже следовых количеств золота, тогда как водная фаза, в которой остаются практически все мембранные белки, содержит все золото, сорбированное интактными клетками.

Большое влияние на сорбционные способности как грамположительных так и грамотрицательных бактерий оказывает химический состав среды обитания. Так например, при лимите азотного питания увеличивалось поглощение меди клетками Pseudomonas fluorescens и Bacillus subtilis (Baldry, 1981). Изменение сорбционных способностей вызвано тем, что дефицит азотного питания ведет к изменению строения клеточной стенки. Таким образом, биосорбция зависит не только от химического строения компонентов клеточной стенки, но и от условий роста бактерий и химического состава растворов.

Бактерии могут накапливать в больших количествах радионуклиды. Streptomyces longwoodensis показывает высокую емкость поглощения урана при pH 4.6, причем наблюдается стехиометрическое соответствие между поглощенным ураном и содержанием фосфора. Предполагается, что основным местом связывания урана являются фосфатные группы (Nakajima, 1981; Friis, 1986). Цианобактерии извлекают из растворов широкий спектр элементов, причем концентрирование биомассой идет в установленной последовательности: Pu, Hg, Sn > Am > Ag > Zn > Со > Mn (Fisher, 1985).

У некоторых бактерий биосорбция составляет значительную часть от общего объема поглощения. Например, у Bacillus subtilis - 86-90% кадмия локализовано на клеточной стенке, и только 3-4% - в мембранной фракции, и 6-8% - в растворимой фракции (Gadd, 1988, 1990). Однако продукты активного метаболизма могут способствовать осаждению металлов на клеточной стенке, поэтому в живых клетках трудно учесть долю участия метаболизм-независимых процессов в отложении металлов на поверхности клетки.

Количество металла, связываемое структурными компонентами клеточной стенки, в ряде случаев достигает величин, превышающих рамки теоретически возможных стехиометрических соотношений. Так происходит при накоплении ряда тяжелых металлов (Pb, Fe, Au), и радионуклидов (UC>22+) (Bulman, 1978). Предполагается, что часть металла взаимодействует с заряженными участками клеточной стенки, а часть в виде различных полимерных форм конденсируется здесь же на полимерных структурах (Beveridge, 1976; Mera et al., 1992). В связи с этим, биосорбцию металлов бактериями можно представить в две последовательные стадии: изначально происходит взаимодействие катионов металлов с активными группами клеточной стенки с

последующим отложением большого количества неорганического материала на клетке, гораздо большего, чем это возможно по реакциям ионного обмена. Таким образом происходит агрегация гидратов окислов железа и отложение больших количеств свинца (до 40% от сухого веса биомассы) клеточной поверхностью Micrococcus luteus и Citrobacter sp (Macaskie, 1987). По такому типу идет связывание ионного золота Аи3+ клеточными стенками бактерий с последующим отложением металлического золота на биомассе (Beveridge, 1989; Green, 1986).

В природных процессах низкотемпературного осадочного диагенеза нагруженные металлом клетки бактерий могут служить активными центрами для формирования кристаллических отложений фосфатов, сульфидов, органо-минеральных отложений (Ferris et al., 1987). ВОДОРОСЛИ.

Метаболизм-независимая аккумуляция металлов водорослями происходит достаточно быстро - в течение 5-10 минут. В сравнении с другими микроорганизмами у водорослей имеется большой потенциал мест связывания на клеточной стенке. Это обеспечивается присутствием таких структурных компонентов, как полисахариды, целлюлоза, уроновые кислоты и белки (Andreas et al., 1995; Fourest, Volesky, 1996; Leusch, 1996). Предполагается, что особую роль в связывании металлов выполняют аминные и карбонильные группы (Crist, 1981).

Биосорбция тяжелых металлов и радионуклидов морскими водорослями может быть описана изотермами Лэнгмюра и Фрейндлиха, показывающими связь между концентрацией металла в растворе и количеством металла, связанного клеточной стенкой (Leusch et al., 1995; Carvalho, 1995).

Для живых клеток Chlorella vulgaris наблюдается широкий спектр связывания металлов в следующем порядке извлечения их из растворов

U022+ » Cu2+ » Zn2+ » Ba2+ = Mn2+ > Co2+ - Cd2+ > Ni2+ =Sr+ (Nakajima ei a/., 1981; Harris, 1990; Cho et al, 1994). Отмечают высокое сродство Chlorella vulgaris к ионному золоту (Au3+ и Au1+). Количество золота, извлекаемое клетками указанной микроводоросли, достигает 10% от сухого веса биомассы (Daniall et al, 1986; Карамушка и др., 1990). Установлено, что при взаимодействии происходит быстрое восстановление Аи3+ до Аи+ структурными компонентами клеточной стенки с последующим медленным восстановлением Аи+ до металлического золота Аи°.

Исследование механизмов биосорбции золота водорослями Sargassum natans показало, что основную роль в извлечении золота из растворов имеют структурные полисахариды клеточной стенки (целлюлоза). Методом рентгенофотоэлектронной спектроскопии (XPS) было установлено присутствие в биомассе восстановленного золота - Аи+ и

л

Au . ИК - спектроскопия показала, что наиболее вероятным центром связывания золота на клеточной стенке являются карбонильные и аминогруппы. В процессе взаимодействия [АиС1д]' с биомассой водорослей происходит восстановление Аи3+ до Аи+ с последующим отложением гранул золота. Предполагают, что при длительном времени контакта золото проникает в клетку и откладывается во внутриклеточном пространстве (Hosea, 1986; Kuyucak, Volesky, 1989).

ГРИБЫ И ДРОЖЖИ

Процесс связывания металлов клеточной стенкой грибов и дрожжей происходит быстро и в больших количествах (Zhou, 1991). Так при адсорбции ртути Hg2"1" клетками дрожжей S. cerevisiae (Murray, Kidby, 1975) количество извлеченного металла достигает собственного веса биомассы. Емкость поглощения металлов мертвой грибной биомассой может быть выше, одинаковой или меньше, чем это возможно живой биомассой в зависимости от вида гриба и сорбируемого металла (Gadd, 1986а).

В связи с особенностями строения клеточной стенки грибов, могут быть значительные отличия в сорбционной способности не только между разными видами, но и штаммами (Gadd, 19866, 1993а; Siegel, 1987; Galmi, 1983, 1987). Установлено, что в биосорбции одних катионов участвуют лиганды компонентов клеточной стенки: карбоксильные, гидроксильные, сульфгидрильные, аминные и фосфатные группы, образующие координационные соединения. Сорбция других металлов - Cd2+, Cu2+, Zn2+, Со2+ происходит в результате ионного обмена, в результате чего ионы Са2+ Mg2"1" выходят из клетки в среду (Akthar et ai, 1996). Таким образом, процесс биосорбций разных металлов микроскопическими грибами специфичен для видов и штаммов (Кароог, 1995).

Изменения температуры от 4° до 30° мало влияет на биосорбцию металлов грибами (Gahm, 1987; Siegal, 1987; Omar et al, 1996), однако в данном случае наблюдается высокая pH-зависимость процесса (Кароог, 1995). У Saccharomyces cerevisiae, например, медь откладывается в клеточной стенке, мембране и цитоплазме за счет высокой комплексующей способности таких лигандов, как амины и амиды. В кислых условия медь взаимодействует с кислородом амидной группы, тогда как в щелочной среде металл связывается с клеточной стенкой через отрицательно заряженный азот аминов (Wnorowski, 1991). В данном случае показана зависимость сорбции от состояния ионогенных групп в растворе. Высокая pH-зависимость в связывании металлов объясняется специфическим поведением их солей в растворе, их реактивностью и способностью к комплексообразованию. В водных растворах металлы могут быть в виде свободных катионов и в гидроксилированной форме. Степень гидроксилирования зависит от концентрации металла и рН-среды. Простейшую мономерную реакцию гидроксилирования можно представить:

Ме2+ + Н20 = МеОН*2"1 + НГ

В табл. 1 (Ргепнтс et ей., 1991) показано в какой форме находятся некоторые металлы при значениях рН 4-6. В зависимости от состояния металла в растворе изменяется и уровень их адсорбции на биомассе: с увеличением степени гидроксилирования сокращается извлечение металла из раствора.

Таблица 1.

Поведение металлов в кислых растворах (по Premuzic et al., 1991).

Металл рН Ссылка

олово 5 Sn(OH)+, Sn(OH)2, SnO Gmelin, 1961

5-6 Sn(OH)42+, SnO Baes, Mesmer, 1976

кобальт 5-6 Co2+ Grmelin, 1961

Baes, Mesmer, 1976

марганец 5-6 Mn2+

торий 4 Th4 « Th(OH)3+ Gmelin, 1961; Kraus, 1956;

5-6 Th(OH)22+, Th2(OH)26+ Davidov, 1978

уран 4 UO22+

5 U022+ (60%), (U02)2(0H)22+

(20%)

U02(QH)+ (10%)

(U02)3(0H)5+ (10%)

6 (и02)з(0Н)5+ (>85%) Baes, Mesmer, 1976

свинец 5 Pb2+ » Gmelin, 1961

6 Pb4(OH)44+ (60%), Baes, Mesmer, 1976

Pb2+(40%)

хром 5 Cr3(OH)45+ (50%), Gmelin, 1961

Cr(OH)2+ (30%), Cr3+ (15%) Baes, Mesmer, 1976

Cr3(OH)45+ (70%), Davidov, 1978

6 Cr(OH)2+ (15%)

платина 5,6 Pt(OH)3+, Pt(OH)4 Gmelin, 1961

Navibanets et al., 1976

Baes, Mesmer, 1976

Основным механизмом связывания металлов и радионуклидов микроскопическими грибами является метаболизм-независимая адсорбция металлов на поверхности клеточной стенки мицелия (Tobin et al, 1994; Naseem, 1995; Meyer, 1997).

Биосорбция металлов грибами, такими как Cladosporium resinae, Pénicillium italicum, описывается изотермами Лэнгмюра и Фрейндлиха, а для Rhisopus arrhtsus - изотермой ВЭТ для поверхностной адсорбции. Изотермы адсорбции широко используются для изучения процесса связывания металлов грибами и представляют некоторую ценность в описании условий и параметров адсорбции у различных видов и штаммов (Tsezos, Volesky, 1981; Gadd, 1986). Однако данные изотерм не всегда информативны для установления механизма биосорбции. Так, например, у Saccharomyces cerevisiae начальные моменты адсорбции Hg2* соответствуют адсорбции на монослое, но далее возможна фаза проникновения Hg2+ в клетку, что не поддается описанию с помощью изотерм (Weidemann et al., 1981; Omar et al., 1996).

Достаточно хорошо изучены механизмы адсорбции на примере урана. Извлечение урана биомассой Rhisopus arrhisus включает в себя быструю стадию взаимодействия урана с аминным азотом хитина с последующим медленным осаждением гидроокиси урана на клеточной стенке (Tsezos, Volesky, 1982; Tsezos, 1983,1984). По другому идет процесс аккумуляции урана биомассой Saccharomyces cerevisiae: основными центрами связывания являются фосфатные и карбоксильные группы с последующим отложением иглоподобных кристаллов на клеточной стенке (Strandberg et al., 1981). Количество сорбированного урана значительно больше, чем это происходит при взаимодействии с активными группами поверхностных структур. Авторы предполагают, что это возможно за счет кристаллизации урана на центрах связывания. Ионы ртути, например, реагируют с реакционноспособными -SH группами клеточной мембраны дрожжей (Strandberg et al., 1981;), а механизм аккумуляции ионов тяжелых металлов (Со2+, Ni2+, Мп2+) клетками Saccharomyces cerevisiae отличен от урана и ртути (Simmons et al., 1995 Karamushka et al, 1996). Таким образом,

на примере Saccharomyces cerevisiae показано, что механизм сорбции разных металлов даже одним штаммом строго специфичен.

Грибы могут адсорбировать как растворенные, так и дисперсные формы металлов. Сульфиды меди, свинца и цинка адсорбируются мицелием Aspergillus niger (Wainwright, 1986). Mucor flavus сорбирует, кроме сульфидов свинца, цинковую пыль и гидроокислы железа. В процессе адсорбции грибами изменяется физическая природа адсорбируемых частиц. Mucor flavus при культивировании на среде с сульфидом свинца адсорбирует на себе чистый металл (Wainwright, 1986).

1.4.2. Метаболизм-зависимый транспорт, локализация металла в

клетке.

Метаболизм-зависимый транспорт связан с переносом металлов в клетку. Это процесс более медленный, по сравнению с биосорбцией, хотя для некоторых микроорганизмов (дрожжи) большая часть металла извлекается именно таким образом. У грибов, имеющих экстрацеллюлярные полисахариды, высокая биосорбционная способность маскирует долю участия внутриклеточного поглощения металлов.

Для этого типа аккумуляции характерны: потребность в источнике энергии (глюкоза для гетеротрофов, свет для фототрофов) и фосфате, подавление процесса аккумуляции ингибиторами метаболизма и разобщителями энергетического обмена, зависимость от температуры и доступа кислорода (Gadd, 1986). Скорость внутриклеточного извлечения металлов зависит также от физиологического состояния клетки, состава среды роста.

В редких случаях процесс проникновения металла в клетоку не зависит от метаболизма. Это относится к аккумуляции урана клетками Р. aeruginosa и Ch. regularis. Процесс накопления урана имеет все

характеристики, присущие адсорбции на клеточной стенке, протекает быстро, не зависит от температуры, источника энергии. Однако весь поглощенный уран находится внутри клеток (Horicoshi et al, 1979; Strandberg et al, 1981; Nakajima et al, 1981).

БАКТЕРИИ

Для активного транспорта двухвалентных металлов, таких как Zn2+, Со2+, Ni24, Sr+ у бактерий В. subtilis, Е. coli, L. plantarum часто используется система транспорта магния (Mg24), а иногда системы транспорта Мп2+, Са2+ . Об этом свидетельствует наличие конкуренции между парами катионов, зависимость транспорта разных катионов от общих источников энергии и способность указанных ионов вызывать выход Mg24 из клеток (Avery, Tobin, 1992; Silver, 1996).

Имеются данные о возможном переносе металлов в цитоплазму с помощью специфичных для отдельных металлов, индуцируемых систем транспорта. Например, у Staphylococcus aureus обнаружено две системы транспорта Cd2+, действующих при разных концентрациях металла. При низких концентрациях перенос осуществляется с участием системы транспорта Mn2+ , а при высоких - по принципу противотока Cd2+/TT (Tynecka et «/.,1981).

.л .

У Е. coli, Е. aerogens, В. megaterium транспорт Ni в клетку имеет место через механизм переноса Mg24 (Jasper, Silver, 1977), тогда как у Alcaligenes eutrophus, Methanobacterium bryantii установлена высокая специфичность транспорта никеля (Ni2+), независимая от магния (Mg24). Таким образом, внутриклеточное накопление металлов строго специфично для разных видов бактерий.

В связи с исследованиями активного транспорта ионов различных металлов в клетку выявлена некоторая взаимосвязь между резистентностью бактерий к токсичному действию металлов и

аккумуляцией (Remade, 1988). Для некоторых бактерий установлено, что устойчивые штаммы накапливают меньше металла в клетке, чем чувствительные. Например, устойчивые к Cd2+ бактерии (Staphylococcus aureusj, выделенные из почв, загрязненных Cd, извлекают меньше кадмия, чем чувствительные штаммы (Kanazawa, 1996). Признак устойчивости к тяжелым металлам, предотвращающий его внутриклеточное накопление кодируется как в хромосомах, так и во внехромосомных элементах генетического аппарата - плазмидах и транспозонах (Пименов и др., 1996).

В отношении золота специфических систем транспорта не обнаружено, однако, отмечена способность некоторых бактерий - Th. ferrooxidans накапливать золото внутри клеток (Пивоварова и др., 1988). Форма существования и степень окисления золота при этом не установлены. В других случаях происходит внутриклеточное накопление металлического золота клетками дрожжей С. utilis (Коробушкина и др., 1985,1987). Механизм этого процесса остается неустановленным. Известна способность цианобактерий Spirulina platensis концентрировать ионное золото (Аи3+) энергозависимым образом. Данный процесс зависит от рН-среды и состоит из пассивного связывания клеточными структурами и энергозависимой локализацией металла в клетке (Ульберг, 1990; Карамушка и др., 1995). Внутриклеточное накопление металла, возможно, происходит за счет связывания с низкомолекулярными белками, подобными металлотионеинам. В эукариотических клетках установлено, что золото может накапливаться и транспортироваться в виде золототионеинов, дана характеристика, установлена степень окисления и координационное окружение золота (Laib et al., 1985). Бидентатное хелатирование (Au+S2) являлось основной формой кластера в тионеине. Перенос металла в клетку возможен также при нарушении целостности

цитоплазматической мембраны в результате токсического действия ионного золота (Аи3+) на клетку, как это происходит у урана.

При исследовании действия тяжелых металлов на клетки бактерий отмечают высокую токсичность тетрахлораурата [A11CI4]" (Грузина и др., 1997). Авторы считают, что мембранная АТФ-аза является главной мишенью воздействия металлов на клетку. Показано, что у бактерий В. cereus В4368, В. cereus АТСС14579, A. eutrophus СН34 ряд активности ингибирования АТФ-азной активности: Аи » Си > Zn > Со > Мл совпадает с рядом отрицательного воздействия указанных металлов на рост бактерий. Несмотря на то, что активный центр фермента локализован со стороны мембраны, обращенной в цитоплазму, ионное золото [AuCLt]" при концентрации 30 мкМ полностью блокирует мембранную АТФ-азу у А. eutrophus СН34. Металл может взаимодействовать с ферментом либо с наружной стороны, либо с обеих сторон после нарушения целостности цитоплазматической мембраны. Таким образом, мембрана также является объектом токсического воздействия ионного золота.

Авторы некоторых работ (Маракушев, 1991; Левченко и др., 1993) полагают, что в клетках бактерий (Micrococcus luteus) процессы окисления и аккумуляции золота происходят энергозависимым способом и связаны с функционированием ферментов дыхательной цепи. Нужно отметить, что в восстановлении теллурита клетками Ps. Aeruginosa, и Е. coli, как предполагают авторы (Трутко и др., 1998), также принимают участие терминальные оксидазы дыхательной цепи. Природа и топография оксидаз в мембране определяют локализацию в клетке металлического золота и теллура.

ВОДОРОСЛИ

Внутриклеточное накопление металлов водорослями определяют как "медленную фазу", в то время как "быстрая фаза" - это метаболизм-независимое связывание металла, биосорбция.

Активный транспорт металлов у водорослей зависит от температуры, освещения, рН-среды,, присутствия конкурирующих ионов в растворе, действию ингибиторов метаболизма. Аккумуляция Cd2+ биомассой Chlorella pyrenoidosa тормозится в присутствии ионов Ca2, Cu2+, Zn2+ и совершенно подавляется в темноте и при температуре 4° С (Wild, Benemaim, 1993).

В результате активного транспорта в клетку концентрация металлов в клетке может быть в 1000 раз больше, чем во внешней среде (Green, Bedell, 1990).

У водорослей, как и у бактерий, нет ясной зависимости между аккумуляцией и резистентностью. Например, устойчивый к ионам Си2+ штамм Chlorella vulgaris, извлекает меньше металла из раствора, чем чувствительный. Тогда как у М2+-Си2+-устойчивого штамма Scenedesmus acutifarmisn извлечение меди достигает 3000 мкг/г сухого веса, а чувствительный штамм погибает уже при 650 мкг/г (Stokes, 1981).

ГРИБЫ

У грибов и дрожжей отмечают наличие энергозависимого транспорта таких металлов, как Cd, Ni, Мп, Cr, Zu, Co, Mg, хотя имеются некоторые различия в кинетических параметрах извлечения между разными видами и штаммами (Gadd, 1989).

Активный транспорт у грибов, как и у бактерий, зависит от многих параметров: клеточного потенциала, рН-среды, от присутствия в растворе других ионов, от токсичности металла.

Микроскопические грибы, по сравнению с другими группами микроорганизмов, проявляют большую устойчивость к высокому

содержанию токсичных металлов в среде обитания (Horvath et al., 1992; Hiroki, 1993). Взаимосвязь между резистентностью штаммов и аккумуляцией металлов у одних проявляется в уменьшении внутриклеточного извлечения металлов (Cd2+, Zn2+, Со2+, Cu2+) устойчивыми штаммами, как это происходит у Saccharomyces cerevisiae. В другом случае, Mil-устойчивый штамм Saccharomyces cerevisiae поглощает больше Мп2+ чем штамм, чувствительный к действию металла (White, Gadd, 1995). Известно, что биомасса чувствительной культуры Candida utilis накапливала в два раза меньше селена, чем устойчивая (Жильцова, 1996). Таким образом, у микромицетов, как у бактерий и водорослей, нет четкой зависимости между устойчивостью микроорганизмов к токсичному действию металлов и аккумуляцией их клетками.

Нужно отметить,что если у бактерий и дрожжей значительная часть металла накапливается в клетке за счет метаболизм-зависимого транспорта, то у микромицетов основным механизмом аккумуляции металлов считают биосорбцию поверхностными структурами мицелия.

Для всех микроорганизмов характерно, что внутри клеток металлы могут присутствовать в виде свободных ионов, или быть связанными с различными компонентами цитоплазмы. В зависимости от того, является ли синтез соединений, связывающих металлы, индуцируемым или они образуются в клетках независимо от присутствия металла, связывание можно считать специфическим или неспецифическим. Специфическое связывание тяжелых металлов (Zn, Cu, Cd) микроорганизмами происходит за счет синтеза металлотионеинов (МТ) - индуцируемых металлами низкомолекулярных белков (М.м. 3600-6900 Да), богатых цистеином (Ghosh, Bupp, 1992). Впервые медь связывающий тионеин был выделен в 1957 году из почки лошади (Margoshes, Valle, 1957). Первые же сообщения об индуцируемых Cu-связывающих белках, выделенных из дрожжей,

опубликованы в 1975 г (Premakumar et al., 1975; Prinz, Weser, Низкомолекулярные белки обнаружены также в грибах (Neurospora crassa) и в водорослях (Chlorellapyrenoidosa) (Beltramiiii, 1983; Maeda el al., 1990). У бактерий аналогичную функцию выполняют высокомолекулярные белки. В клетках Е. coli, найден белок (М.м. 39000 Да), синтез которого индуцируется в присутствии Cd. Такие же, но Cu-индуцируемые белки обнаружены у S. cerevisiae (Joho, 1986; Butt, 1987). При накоплении селена в клетками Candida spp. 70% селена содержится во фракции белков и аминокислот. Причем из этой фракции выделен металлотионеин, связывающий кобальт и содержащий селеноцистеин (Жильцова, 1998).

Одна из наиболее известных форм внутриклеточного отложения металлов - кристаллы магнетита (БезО^, обнаруженные в цитоплазме некоторых бактерий в магнетосомах. Кристаллы магнетита выстроены в упорядочную линию вдоль оси Aquaspirillum magnetotucticum. Установлено наличие липидного бислоя (мембраны) вокруг каждого кристалла магнетита. Строение этих мембран идентично клеточной мембране, за исключением двух уникальных белков. Кристаллы магнетита (Fe304) обнаружены также в клетках Clostridium sp., Desulfovibrio sp., содержание его достигает до 3-4% от сухого веса клетки (Lovly, 1990; Турова и др., 1996). Авторы считают, что бактериальный магнетит сформирован мембранными процессами.

Большие количества металлов могут связываться неспецифически и откладываться в клетке в виде сульфидов, или накапливаются в виде электронно-плотных гранул полифосфатов (Williams, 1976; Pettersoii, 1985). Ртуть, например, во внутриклеточном пространстве взаимодействует с белками, входящими в состав пигментосодержащих ламелл у Anacystis nidutans. Механизмы внутриклеточного неспецифического связывания разнообразны, так как металлы могут связываться в клетках

разнообразными белками и обнаруживаются в составе различных внутриклеточных структур (Brown, Smith, 1979; Nakajima et al., 1981).

1.4.3. Внеклеточное комплексообразование и осаждение продуктами метаболизма.

Многие бактерии продуцируют большое количество внеклеточных полимеров, формирующих капсулу или образующих слизи, не связанные с клеточной стенкой. Это чаще всего полисахариды, имеющие анионные свойства и способные к значительному связыванию металлов. Как правило, в их состав входит набор моносахаридов: - нейтральные гексозы, метилпентозы, кето- и аминосахара (Хигтенс, 1988). Металлы могут иммобилизоваться и накапливаться в почвах и осадочных породах за счет реакций комплексообразования внеклеточными полимерами микроорганизмов, продуктами их метаболизма, а также органическим веществом почв. Комплексообразующая способность соединений есть функция таких параметров, как pH, концентрация металла и лигандов, ионная сила, окислительные условия среды и не зависит от температуры, присутствия энергетического субстрата или ингибиторов метаболизма. Процесс комплексообразования можно представить в виде: Ме (ион или атом) + L (лиганд) = MeL (комплекс) Связывание металлов лигандом происходит за счет присутствия большого разнообразия функциональных групп (табл. 2), в результате чего образуются хелатные структуры.

Микроорганизмы почв прямо или косвенно участвуют в процессах внеклеточного комплексообразования металлов, поэтому можно выделить следующие две группы соединений:

(1) - продукты микробного метаболизма и деградации растительного материала;

(2) - специфические низкомолекулярные соединения, образуемые микроорганизмами в присутствии соответствующих металлов и проявляющие высокое сродство к определенным металлам

Таблица 2.

Функциональные группы известных комплексующих агентов (Цит. по Birch,

Bachofen, 1990).

Basic Acidic

-nh2 amino -cooh carboxylic

=nh imino -s03h sulphonic

-n= heterocylcic nitrogen -ро(он)г phosphonic

=со carbonyl -oh enolic, phenolic

-о- ether =n-oh oxime

-он alcohol -sh thioenolic

-S- thioether thiophenolic

-PR2 substituted phosphine

-AsR2 substituted arsine

Обычными продуктами микробного метаболизма являются низкомолекулярные органические кислоты (лимонная, щавелевая, уксусная и др.) и спирты, образующие комплексы с германием, ураном, торием и др. металлами (Klapcinska, Chmielowski, 1986). При исследовании процессов аккумуляции установлено, что максимальное количество металлов грибы извлекают из растворов в ранние стадии роста. При достижении стационарной фазы извлечение металлов биомассой сокращается. Одной из причин такого изменения сорбционных свойств мицелия считается образование вторичных метаболитов, являющихся активными комплексообразователями, в результате чего происходит осаждение оксалатов и др. солей во внешней среде (Gadd, 19866, ; Townsley, Ross, 1986;).

При микробной деградации целлюлозы, лигнина в почвах формируются сложные конденсированные макромолекулы - гуминовые и фульвокислоты, гуматы. Гуминовые кислоты являются сильными

комплексообразователями и образуют хелатные комплексы с тяжелыми металлами (Си, Zn, Fe и др.), ртутью, радионуклидами ( Sibley et ah, 1984; Raspor et ah, 1984; Nash, Choppin, 1980). По степени комплексообразования исследуемые группы соединений можно расположить следующим образом:

гуминовые кислоты > трикарбоновые кислоты > дикарбоновые кислоты > монокарбоновые кислоты;

Примером специфических низкомолекулярных соединений, образуемых микроорганизмами в присутствии соответствующих металлов могут служить сидерофоры. У микроорганизмов хорошо изучена система солюбилизации и транспорта Fe3+ - это образование специфических низкомолекулярных лигандов (М.м. 500-1000 Да), названных сидерофорами (Lou, 1994). Они образуют комплекс с нерастворимыми формами железа и, посредством специфического механизма, транспортируются в клетку. Важную роль играют сидерофоры в регуляции поглощения, транспорта и хранения железа у грибов (Issac, 1997). Хотя эти лиганды высокоспецифичны к Fe3*, но могут образовывать комплексы и с такими металлами как галлий (Ga3+), хром (Сг3+), скандий (Sc), индий (In), а также с Mg, Са, Mn (Olsen et ah, 1981). В условиях лимитирования Fe3+ клетках В. megaterium, например, образуются два сидерофора, хелатирующие А13+ (Ни, Воуег, 1996).

Процессы осаждения и отложения металлов на микробной биомассе чаще всего связывают с метаболизм-независимой аккумуляцией, хотя иногда трудно установить первопричину (Urrutia, 1992,1993).

Сульфатредуцирующие бактерии осаждают металлы в виде сульфидов на клеточной стенке (Mohagheghi, 1984). Эти бактерии обитают в анаэробных условиях в озерных, океанических, речных осадках, а также в бескислородных почвах, болотах и т.д. С их помощью происходит

окисление органических остатков с восстановлением сульфатов до сульфидов:

H2S04 + 8Н+ = H2S + 4Н20

Выделяемый сероводород приводит к осаждению металлов в виде пирита (FeS2, CuS и др.). В масштабах геологического времени это приводит к накоплению сульфидов металлов в осадках (Brown, 1995).

Известно участие микроорганизмов в формировании железомагнитных отложений на дне океана. Gallionella способна расти, используя энергию окисления Fe3, в результате чего окислы железа откладываются на поверхности длинного таллома в виде чехла. У Sphaerotilus, Leptothrix процесс адсорбции коллоидного Fe3 заканчивается кристаллизацией и инкрустацией клеток. Известны возможности грибов и водорослей окислять Мп2+, в результате чего поверхность клеток инкрустируется окислами марганца (Kelley, 1979), а также формировать в анаэробных условиях такие минералы, как сидерит (РеСОз) (Brown, 1994, 1995).

1.4.4. Трансформация металлов с помощью ферментных систем.

В настоящее время установлено, что некоторые микроорганизмы имеют индуцируемые ферментные системы, выполняющие процессы окисления, метилирования, диметилирования, в результате чего устраняется токсичное действие металлов. Действие ртутьредуктазы, например, приводит к превращению ионов Hg2* из осадка или раствора в метилртутные соединения, которые улетучиваются в атмосферу (Williams, Silver, 1984). Микробиологическое метилирование возможно и для таких токсичных металлов, как мышьяк, теллур и селен, в результате чего они удаляются из почвы и воды. Установлена возможность трансформации селена биомассой Pénicillium sp. (Brady et al., 1996). Подобные процессы

играют важную роль в природных циклах этих металлов и таким образом удаляют токсичные металлы из среды обитания. Исследования такой микробной активности перспективны с точки зрения экологии.

1.5. Возможное участие микроорганизмов в геохимическом цикле концентрирования золота.

В настоящее время четко прослеживаются две главных линии "поведения11 золота в природе. Первая связана с главным состоянием элемента - атомарным газом Вселенной. В специфических условиях верхней мантии Земли происходит взаимодействие золота с родственными элементами с образованием интерметаллидов, гидридов, фторидов, меркуридов (Маракушев, 1987). Вторая линия связана с биофильностъю золота и его выдающейся способностью накапливаться в продуктах эволюции биосферы, при последующих трансформациях которых возникают необычные по форме концентрации золота. Металлорганические формы золота широко распространены в биомассе растительного и животного происхождения.

Впервые возможное участие микроорганизмов в геохимическом цикле растворения, миграции и концентрирования золота было показано в экспериментальных работах (Паре, 1968; Ляликова, 1969, 1976; Минеев, 1976).

Исследования последних лет в области онтогенеза самородного золота показали, что в зонах окисления и корах выветривания, а также в бассейнах осадконакопления важную роль в качестве концентраторов золота играют микроорганизмы. Самородное золото, образованное при участии микроскопических водорослей, бактерий и продуктов их метаболизма получило название биогенного, а механизм его зарождения, соответственно, - биокаталитическим.

Многочисленные находки псевдоморфоз золота по микроводорослям и бактериям, так называемые золотые микрофоссилии, подтверждают возможное участие микроорганизмов в истории формирования месторождений. Микрофоссилиями называют окаменелости, возникшие в результате литификации бактерий и водорослей 1979; Ьо\уегйат,

1981). До недавнего времени было известно шесть типов литификации (Жмур, 1991): (1) кремнистый, (2) карбонатный, (3) алюмосиликатный, (4) карбонатно-алюмосиликатный, (5) сульфидный, (б) сульфатный. При электронномикроскопическом исследовании образцов самородного золота из руд и россыпей удалось сделать находки золотых микрофоссилий, являющиеся основанием для выделения нового - золотого типа литификациии, новой генетической разновидности золотой минерализации - биогенного золота.

Найдены псевдоморфозы золота по цианобактериям, диатомовым водорослям и некоторым другим микроорганизмам. Цианобактерии -древнейшие обитатели биосферы Земли. Их остатки зафиксированы в породах, возраст которых оценивается в 3,5 млрд лет. Цианобактерии относятся к прокариотам, у которых нет оформленного клеточного ядра и хромосомного аппарата. Окислительно-восстановительные реакции, обеспечивающие получение энергии, совершаются у них в клеточной мембране. В мелководной зоне морей и океанов цианобактерии вместе с другими микроорганизмами образуют бентосные сообщества, известные под названием цианобактериальных матов. В состав таких матов входят как живые, так и литифицированные микроорганизмы, а также продукты деструкции биомассы, накапливающиеся на дне под матами (Оо1иЫс, 1983).

Золото в россыпях находится преимущественно в свободном состоянии и представлено пористыми сферическими, чешуйчатыми и

трубчатыми агрегатами неясного происхождения. Электронно-микроскопические исследования золотин из девяти ручьев Аляски показали, что данное россыпное золото имеет биогенное происхождение с участием Pedomicrobium manganicum (Wattersoii, 1992; Knight, 1993). Сетчатая структура самородного золота из кварцево-жильного месторождения пермского возраста в Китае свидетельствует о возможности накопления золота микроорганизмами (Wattersoii, 1992).

Образцы биогенного золота, найденные в Амурской области, на Камчатке, Урале, в Хабаровском крае, имеют нитчатые, спиральные и коккоидные формы, морфологически сходные с литифицированными цианобактериями (Амосов, 1993, 1995; Моисеенко, 1996). В Ниманском районе Хабаровского края найдены трубчатые, сетчатые и ситовидные формы самородного золота, которые тоже рассматривают как биогенное золото, хотя принадлежность их к определенному классу биологических организмов не установлена.

Вопрос о возможной роли микроорганизмов как концентраторов золота был поставлен в связи с решением проблемы генезиса золотого супергиганта - месторождения Витватерсранд (ЮАР), в рудах которого были обнаружены псевдоморфозы золота. Предполагается, что золото поступало в бассейн осадконакопления в виде коллоидов, стабилизированных продуктами метаболизма микроорганизмов, либо в виде биогенных цианидных комплексов, а затем накапливалось на цианобактериальных матах (Dexter-Dyer, 1984; Mossman, 1985). В экспериментах с современными цианобактериями было показано, что они эффективно осаждают золото (Dexter-Dyer, 1983). В современных цианобактериальных матах содержание золота достигает 18 г/т. Процесс золотой литификации был, по всей видимости, прижизненным. Об этом

свидетельствует высокая сохранность морфологических форм бактерий, что невозможно после полного отмирания и захоронения колоний.

Сделанные находки золотых микрофоссилий позволяют считать возможным участие микроорганизмов в отложении золота. Редкость находок золотых микрофоссилий можно объяснить жесткими методами подготовки образцов для исследования, а также тем, что биогенные формы золота, возможно, трансформируются в процессе метаморфизма. В россыпях формы и строение биогенных золотин маскируется в результате истирания и деформации.

Находки микрофоссилий - это лишь следствие отложения металла на определенных барьерах, однако являются ли эти отложени золота причиной физико-химических реакций или связаны с возможностями микроорганизмов, необходимы экспериментальные доказательства.

В экспериментальных работах, моделирующих природные процессы, показана возможная перекристаллизация золота бактериями Bacillus subtilis, Bacillus cereus, Pseudomonas alcaligenes и Micrococcus luteus и внутриклеточное зарождение «нового» золота бактериями и дрожжами (Коробушкина, Коробушкин, 1986; Коробушкина, Бирюзова, 1989; Овчаренко, Ульберг, 1985; Маракушев и др., 1989; Куимова и др., 1997). Возможности же микроскопических грибов в отношении аккумуляции и трансформации золота практически не изучены.

Таким образом, наиболее полно изучены процессы аккмуляции ионного золота музейными штаммами бактерий и водорослей. Однако в природе, как было показано, распространенной формой существования и миграции является коллоидное золото, в связи с чем для исследования была выбрана модельная система взаимодействия "микроорганизм -коллоидное золото". В результате анализа литературных данных по аккумуляции золота микроорганизмами, можно сделать следующий вывод,

что установлены возможные механизмы извлечения ионного золота бактериями и водорослями, однако аккумуляция тонкодисперсного золота микромицетами практически не изучена. В связи с этим, особое внимание в наших исследованиях уделялось изучению процессов аккумуляции и кристаллизации золота микромицетами, выделенными из золоторудных месторождений Амурской области. В данной работе под определением "природные" штаммы, в отличие от музейных, будут фигурировать штаммы, выделенные из золоторудных месторождений

Заключение диссертации по теме «Микробиология», Куимова, Наталья Григорьевна

ВЫВОДЫ

1. Природные штаммы бактерий и микроскопических грибов, выделенные из месторождений и адаптированные к экстремальным условиям местообитания, обладают выраженной способностью сорбировать коллоидное золото по сравнению с музейными штаммами бактерий и водорослей. Наиболее активными биосорбентами золота среди бактерий являются штаммы Bacillus spp. и Micrococcus lut eus, a среди микромицетов - представители рода Pénicillium. .

2. Установлены разные типы взаимодействия микроорганизмов с коллоидным золотом: 1) флокуляция (укрупнение частиц коллоидного золота), характерная для бацилл; (2) гетерокоагуляция (осаждение всей золотобактериальной массы из раствора) наблюдаемая главным образом у Micrococcus luteus; (3) адсорбция на поверхности клеток характерная для микроскопических грибов.

3. Выявлена разная активность взаимодействия с коллоидным золотом у микроорганизмов рудных и россыпных месторождений. В рудных - только 10-20% культурабельных микроорганизмов способны извлекать золото с характерным временем сорбции 24час и более. В россыпях - от 30% до 80% выделенных бактерий и микроскопических грибов аккумулируют коллоидное золото за время от 10 мин до 4-6 час. Аккумулятивная функция микроорганизмов наиболее выражена в россыпных месторождениях.

4. В зоне окисления рудных месторождений и в россыпях выявлена корреляция между количеством микроорганизмов - аккумулянтов золота и содержанием золота в породе. Установленная зависимость объясняется тем, что микроорганизмы - активные биосорбенты золота являются барьером для осаждения металла из растворов, повышая обогащенностъ пород золотом в местах их обитания.

5. Исследования показали существование двухфазной кинетики взаимодействия микроорганизмов с коллоидным золотом: быстрое связывание металла с клеточной стенкой с последующим медленным процессами отложения золота на биомассе или переносе во внутриклеточное пространство. Определены оптимальные параметры биосорбции коллоидного золота биомассой микроорганизмов.

6. Установлено, что на первой стадии взаимодействия происходит образование координационных связей частиц коллоидного золота с карбоксильными (-СООН) и аминогруппами (-ЬШ2) структурных компонентов клеточной стенки. При взаимодействии с ионным золотом наиболее вероятными центрами связывания золота являются гидроксильные (-ОН) и карбонильные (>С=0) группы. Выполненные исследования показали разный механизм взаимодействия микроскопических грибов с коллоидным и ионным золотом.

7. При длительном контакте микроскопических грибов с коллоидным золотом можно выделить следующие стадии взаимодействия: быстрый процесс сорбции металла клеточной стенкой; медленный процесс конденсации металла на центрах кристаллизации, в результате чего формируются ажурные, сетчатые структуры золота на поверхности мицелия; трансформация полученных структур и образование рыхлых агрегатов биогенного золота.

8. В результате аккумуляции и кристаллизации золота на биомассе получены два типа образцов: "черное" и "желтое" золото. Методом структурной рентгенографии установлено, что оба образца имеют кристаллическую структуру кубической сингонии, отличающиеся параметрами элементарной ячейки и размерами кристаллитов.

9. Установлено, что в составе биогенного золота присутствует фосфор. Возможно, на первых стадиях кристаллизации существует связь золота с основными элементами органики. Однако, дальнейшая трансформация биогенного золота ведет к освобождению золота от биофильных элементов.

Список литературы диссертационного исследования кандидат биологических наук Куимова, Наталья Григорьевна, 1999 год

Список литературы

1. Альбов М.Н. Вторичная зональность золоторудных месторождений Урала,- М.: Госгеолиздат, 1980,- 68 с.

2. Амосов P.A., Васин С.Л. Золотые микрофоссилии/'/Руды и металлы.-1993.-№3.-С. 101 -107.

3. Амосов P.A., Васин C.JI. Онтогенезис самородного золота России,- М.: ЦНИГРИ, 1995,- 149 с.

4. Амосов P.A., Парий A.C., Васин C.JL, Щегольков А.И. Самородное золото из техногенных россыпей Октябрьского узла//Руды и металлы,-1997.- № 4,- С. 56 - 57.

5. Бабичка И. Золото в организмах. Геохимические методы поиска рудных месторождений,- М. : Иностр. лит., 1954,- 373 с.

6. Бабьева И.П., Агре И.С. Практическое руководство по биологии почв,-М.: МГУ, 1971,- 139 с.

7.Багнюк В.М., Миронюк В.И., Подорванов В.В. и др. Особенности взаимодействия хлореллы с золями золота и серебра//ДАН,-1990.-Т. 310, №3,- С. 727-731.

8. Берестенева З.Я., Корецкая Т.А. О структуре золей/ЯСоллоид. журн.-1952,- Т. 14, № 2,- С. 73-76.

9. Бирюзова В.Н., Коробушкина Е.Д., Позмогова И.Н., Каравайко Г.И. Накопление золота клетками Candida util«//Микробио л.- 1987,- Т. 56, № 2,- С. 209-216.

Ю.Вернадский В.И. Химическое строение биосферы Земли и ее окружения,- М.: Наука, 1965,- 276 с.

И.Грузина Т.Г. Роль компонентов клеточных оболочек в процессах взаимодействия бактерий с частицами коллоидного золота. Автореф. дис. на соискание уч. ст. канд. биол. наук,- Киев, 1987,- 24 с.

12.Грузина Т.Г., Балакина М.Н., Карамушка В.И., Степура Л.Г., Ульберг З.Р. АТФ-аза плазматических мембран бактерий в оценке токсичности тяжелых металлов//Микробиол.- 1997.- Т. 66, № 1,- С. 14-18.

13.Гузев B.C., Звягинцев Д.Г. Электрокинетические свойства клеток микроорганизмов и их систематикаУ/Микробиол.- 1973,- Т. 52, № 4,- С. 708-712.

14.Гуров Л.П. Минеральные ассоциации Кировского золоторудного месторождения (Верхнее Приамурье)//Золотая минерализация Верхнего и Среднего Приамурья.-Владивосток: ДВНЦ АН СССР, 1978 - С. 11-87.

15.Егорова Л.Н. Почвенные грибы Дальнего Востока,- Л.: Наука,- 1986,191 с.

16.Жильцова Т.С., Белов А.П., Градова Н.Б. Накопление и распределение селена в клетках дрожжей p. Candida//Прикл. биохим. и микробиол,-1998,- Т. 34, №2.- С. 186-188.

17.Жмур С.И. Источник органического вещества и биохимические особенности формирования горючих сланцев: Автореф. дис. на соискание уч. ст. докт. г-м.н,- М., 1991,- 45 с.

18.Звягинцев Д.И. Взаимодействие микроорганизмов с твердыми поверхностями.- М.: МГУ, 1973.-148 с.

19.Илялетдинов А.Н. Микробиологические превращения металлов,- Алма-Ата: Наука, 1984,- 268 с.

20.Экстракционно-атомноабсорбционное определение золота с органическими сульфидами/Инструкция НСАМ ВИМС. № 237,- М.,-1987.-45 с.

21.Каравайко Г.И., Ляликова H.H., Пивоварова Т.А. Микроорганизмы рудных месторождений, их физиология и геохимическая деятельность/'/Экология и геохимическая деятельность

микроорганизмов,- Пущино, 1976,- С. 25-55.

22.Каравайко Г.И., Захарова В.Й., Авакян З.А., Стрижко JI.C. Селективное извлечение благородных металлов из растворов микроорганизмами//Прикл. биохим. и микробиол,- 1996,- Т. 32, N5,-С.562-566.

23.Карамушка В.И., Ульберг З.Р., Грузина Т.Г., Суховий Н.В., Царенко П.М. Особенности концентрирования трехвалентного золота клетками микроводорослей в энергезированном состоянии/УБиотехнол.- 1990,- № 2,- С. 65 - 68.

24.Карамушка В.И., Грузина Т.Г., Ульберг З.Р. Аккумуляция трехвалентного золота клетками цианобактерий Spirulina platensis/Мшробтл.- 1995,- Т 64, № 2,- С. 192 - 196.

25.Карякин Ю.В., Ангелов И.И. Чистые химические вещества,- М.: Химия, 1974,- 169 с.

26.Кириллова JI.H., Смирнова A.B., Когтев Л.С., Муравьева М.В., Новиков В.П., Мирошников А.И. Природные биосорбенты. Характеристика ионообменных свойств биомассы продуцентов биологически активных веществ//Биотехнол.-1996,- № 4,- С. 35-41.

27.Козлова Ю.И., Загреба Е.Д., Гиновская М.К. и др. ИК-спектрофотометрическое исследование совместной культуры Streptococcus lactis и Rhodotorula colostri в стационарных условиях роста//Биотехнол.- 1988,- № 3.- С. 360-364.

28.Кореневский A.A., Сорокин В.В., Каравайко Г.И. Взаимодействие ионов редкоземельных элементов с клетками Candida ^//«//Микробиол.- 1997.Т. 66, №2,-С. 198-205.

29.Коробушкина Е.Д., Гукасян А.Б. К характеристике микрофлоры Балейского и Кокпатасского золоторудных месторождений//Биология гетеротрофных микроорганизмов,- Красноярск, 1971.- С. 77-81.

ЗО.Коробушкина Е.Д., Черняк A.C., Мннеев Г.Г. Растворение золота микроорганизмами и продуктами их метаболизма//Микробиол.- 1974,- Т. 53, №1.- С. 49-54.

31 .Коробушкина Е.Д., Минеев Г.Г., Прадед Г.П. О механизме микробиологического растворения золота/УМикробиол,- 1976а.-Т. 45, №. З.-С. 535-537.

32.Коробушкина Е.Д., Черняк A.C., Минеев Г.Г., Родченко Л.К. Исследование биохимического состава продуктов метаболизма золоторастворяющих штаммов бактерий/УБиология микроорганизмов и их использование в народном хозяйстве,- Иркутск, 19766.- С. 12-20.

33.Коробушкина Е.Д., Завьялова М.Л., Коробушкин ИМ. Изменение золота в процессе бактериального растворения//Изв. АН СССР. Сер. биол,- 1977,- № 6,- С. 936-942.

34.Коробушкина Е.Д., Коробушкин И.М. Участие микрорганизмов в миграции золотаУ/Биология микроорганизмов и их использование в народном хозяйстве.- Иркутск, 1982,- С. 59-64.

35.Коробушкина Е.Д., Каравайко Г.И., Коробушкин И.М. Роль микроорганизмов в гипергенной миграции золотаУ/Современ. аспекты микробиологии и гидрометаллургии: Междунар. научн. семинар,- М., 1985,-С. 130- 144.

36.Коробушкина Е.Д., Коробушкин И.М. Взаимодействие золота с бактериями и образование " нового " золота//ДАН.- 1986,- Т. 287, № 4,-С. 978-980.

37.Коробушкина Е.Д., Королева Г.П. Микроорганизмы областей активного вулканизма и новообразования золота//ДАН,- 1988,- Т. 308, № 1.- С. 167171.

ЗВ.Коробушкина Е.Д., Бирюзова В.И., Коробушкин И.М. Каравайко Г.И. Зарождение кристаллов золота в клетках дрожжей и его аккумуляция//ДАН.~ 1989,- Т. 304, № 2,- С. 431-433.

39.Коробушкина Е.Д., Коробушкин И.М. Роль микроорганизмов в геохимии золота зоны гипергенеза Дарасунского золото-сульфидного месторождения//ДАН,- 1998,- Т. 359, № 6,- С. 811-813.

40.Коротаева И.Я. Геохимия золота в континентальном осадкообразовании на примере Ундино-Донской депрессии ее практическое приложение: Автореф. дис. на соискание уч. ст. канд. г.н.- Иркутск, 1971,- 26 с.

41.Крейтер В.М., Аристов В.В., Волынский И.С., Крестовников А.Н., Кувичинский В.В. Поведение золота в зоне окисления золотосульфидных месторождений,- М.: Госгеолтехиздат, 1958,- 268 с.

42.Кройт Г.Р. Наука о коллоидах.- М.: Иностр. лит., 1955,- 538 с.

43.Кузьмина Г.Л. Расчет параметров двойного электрического слоя красного гидрозоля золота на основе электрокинетических измерений-М.: МГУ, 1978.-45 с.

44.Куимова Н.Г., Павлова Л.М., Радомская В.И. Бактерии как центры кристаллизации золота//Геология, минералогия, геохимия и проблемы рудообразования Приамурья: Тез. докл. регион, конф. 26-27 ноября 1997,- Благовещенск, 1997,- С. 89-90.

45.Куимова Н.Г., Павлова Л.М., Катола В.М. Возможности извлечения золота биомассой микроскопических грибов и водорослей//Человеческое измерение в региональном развитии: Тез. IV Межд. симпоз. 28 сентября-2октября 1998,-Биробиджан, 1998,- С. 84-85.

46.Куимова Н.Г., Павлова Л.М., Макеева, Т.Б., Моисеенко В.Г. Аккумуляция и кристаллизация золота микроскопическими грибами//Вестник ДВО,- 1999,- Т. 83, № 2,- С.

47.Куимова Н.Г., Ванина Е.А., Котельников В.Ю. Исследование механизмов биосорбции золота грибами методом ИК-спектроскопии/УБиотехнол,- 1999,- (в печати).

48.Куплетская М.Б., Аркадьева З.А. Методы длительного хранения коллекции микроорганизмов кафедры микробиологии МГУ//Микробиол.- 1997,- Т. 66, №> 2,- С. 283-288.

49.Левченко Л.А., Ларионцева Н.В., Садков А.П. Получение и свойства Аи-белка из клеток Micrococcus luteus, осуществляющих трансформацию коллоидного золота 11 ДАН,- 1993,- Т. 333, № 3,- С. 292-294.

ЗО.Левченко Л.А., Садков А.П., Маракушев С.А., Ларионцева Н.В. Роль клеточных структур в трансформации коллоидного золота клетками Micrococcus luteus // Биол. мембр,- 1997,- Т. 14, № 3,- С. 105-108.

51.Летников Ф.А., Вилор Н.В. Золото в гидротермальном процессе.- М.: Недра, 1981.-224 с.

52.Летунова С.В., Ковальский В.В. Геохимическая экология микроорганизмов,-М.: Наука, 1978,- 145 с.

53.Линдгрен В. Минеральные месторождения,- М.: ОНТИ, 1934.-Издан. 2,231 с.

54.Ляликова Н.Н., Мокеичева Л.Я. Роль бактерий в миграции золота на месторождениях//Микробиол.-1969,- Т. 38, № 5.- С. 805-809.

55.Ляликова Н.Н. Перспективы расширения круга автотрофных микроорганизмов, принимающих участие в геохимических процессах в рудных месторождениях//Экология и геохимическая деятельность микроорганизмов,-Пущино, 1976.-С. 152-160.

56.Малахова П.Т., Талипов P.M., Коваленко Э.В., Приходько О.И., Самигджанова М. Микроорганизмы золоторудных месторождений Узбекистана//Уз. биол. ж.- 1980,- № 6,- С. 10-14.

57.Маракушев A.A. Периодическая система экстремальных состояний химических элементов,- М.: Наука, 1987,- 206 с.

58.Маракушев С.А., Балезина Т.Л., Ковалевская А.Н. Роль редокс процессов при взаимодействии гетеротрофных микроорганизмов золотоносных месторождений с коллоидным золотом//ДАН,- 1988.- Т. 300, №5,-С. 1211-1214.

59.Маракушев С.А., Ковалевская A.A., Сафронов П.П. Бактериальная перекристаллизация золота/УДАН,- 1989,- Т. 308, № 2,- С. 482-485.

60.Маракушев С.А. Геомикробиология и биохимия золота,- М.: Наука, 1991,- 109 с.

61.Методы общей бактериологии/ Под ред. Ф. Герхардта.- М.: Мир, 1983,Т. 1,- 536 е.; 1984,- Т. 2,- 472 е.; Т. 3,- 264 с.

62.Минеев Г.Г., Коробушкина Е.Д., Черняк A.C. и др. Роль микроорганизмов в растворении и осаждении золота//:Экология и геохимическая деятельность микроорганизмов,- Пущино, 1974,- С. 5261.

63.Минеев Г.Г. Участие микроорганизмов в геохимическом цикле миграции и концентрирования золота//Геохимия,- 1976,- № 4,- С. 577582.

64.Минеев Г.Г. Биометаллургия золота,- М.:Наука, 1989. 159 с.

65.Моисеенко В.Г. Геохимия и минералогия золоторудных районов Дальнего Востока,- М.: Наука, 1977.-302 с.

66.Моисеенко В.Г., Куимова Н.Г., Павлова Л.М., Татарова Н.К., Маракушев С.А. Аккумуляция золота микроорганизмами, выделенными из золоторудных месторождений Приамурья//Проблемы комплексного использования руд: Тез. 2-го Междунар. симпоз.- Санкт-Петербург, 1996,- С. 253-254.

67.Моисеенко В.Г., Эйриш Л.В. Золоторудные месторождения Востока России,- Владивосток: Дальнаука, 1996,- 352 с.

68.Моисеенко В.Г., Куимова Н.Г., Макеева Т.Б., Павлова Л.М. Образование биогенного золота мицелиальными грибами//ДАН,- 1999,Т. 36, № 4 .- С.

69.Накамото К. ИК-спектры и спектры KP неорганических и координационных соединений,- М.: Мир, 1991,- 535 с.

70.Натансон Э.М., Ульберг З.Р. Коллоидные металлы и металлополимеры,-Киев:Наукова Думка, 1971,- 105 с.

71.Некрасов И.Я. Геохимия, минералогия и генезис золоторудных месторождений,- М.:Наука, 1991,- 302 с.

72.Немцов Д.В., Козлов E.H., Терешина О.М., Меморская A.C., Феофилова E.H. Изменения в составе структурных компонентов клеточной стенки А. niger в зависимости от условий культивирования//Прикл. биохим. и микробиол.- 1998,- Т. 34, №> 1.- С. 95-98.

73.Неронский Г.И. Типоморфизм золота месторождений Приамурья,-Благовещенск: АНЦ ДВО РАН, 1998,- 320 с.

74.Никитин Д.И., Оранская Д.С., Саввичев A.C., Михеев П.В. Аккумуляция мелкодисперсных золей золота микроорганизмами/'/Изв. АН СССР. Сер. биол,- 1986,- № 2,- С. 302-306.

75.Новгородова М.И., Трубкин Н.В., Генералов М.Е. Гидроксид золота -новая минеральная фаза из аллювиальных россыпей Южного Урала//ДАН.- 1995.- Т. 344,- № 4,- С. 525-529.

76,Овчаренко Ф.Д., Перцов Н.В., Ульберг З.Р. и др. Избирательная гетерокоагуляция микроорганизмов с минеральными частицами//ДАН УССР. Сер. биол,- 1984,- № 11,- С. 44 - 47.

77,Овчаренко Ф.Д., Ульберг З.Р., Гарбара C.B. и др. Механизм биогенного формирования аутигенных включений золота в тонкодисперсных осадках//ДАН,- 1985,- Т. 284, № 3,- С. 711-713.

78.0вчаренко Ф.Д., Ульберг З.Р., Карамушка В.И. и др. Роль биохимических факторов в селективной гетерокаогуляции микроорганизмов с частицами коллоидного золота//ДАН,- 1986,- Т. 287, №4,- С. 1009-1012.

79,Овчаренко Ф.Д., Перцов Н.В., Ульберг З.Р., и др. Исследование взаимодействия Bacillus subtilis с частицами коллоидного золота методом ИК-спектроскопииЖоллоид. журн,- 1987,- Т. 59, № 5,- С. 898901.

80.0вчаренко Ф.Д., Ульберг З.Р., Перцов Н.В., Коган C.B. Избирательная металлофильность микроорганизмов//ДАН,- 1987.- Т. 292, № 1.- С. 199203.

81.Паддефет Р. Химия золота,- М.: Мир, 1982,- 259 с.

82.Паре И. Бактериальное выщелачивание золота. Биологическое исследование этого явления. Проблема практического применения//УШ Межд.конгресс rib обогащению полезных ископаемых.- Л., 1968,- Т. 2,-С. 53-60.

83.Перцов Н.В., Напрасникова Л.А., Ульберг З.П. Механизм обогащения углеродистых формаций тонкодисперсным золотом//Всесоюзн. совещ. по геохимии: Тез. докл.- М., 1981,- С. 33-35.

84.Петровская Н.В. Морфология и структура "нового" золота//ДАН,- 1941,Т. 32, № 6,- С.424-426.

85.Петровская Н.В. Самородное золото.- М.: Наука, 1973.- 345 с.

86.Петровская Н.В. Золотые самородки,- М.: Наука, 1993,- 191с.

87.Пивоварова Т.А. Коробушкина Е.Д., Крашенинникова СЛ., Рубцов А.Е., Каравайко Г.И. Влияние ионов золота на Thiobacillus /етгоох1с1ат//Микробиол.- 1986,- Т. 55, № б,- С. 966-972.

88.Пименов Е.В., Дармов Й.В., Погорельский И.П., Янов С.П., Куликов O.A. Выделение и характеристика штаммов бактерий, резистентных к соединениям мышьяка/'/Микробиол.-1996,- Т. 65, № 2,- С. 214-218.

89.Попенко Г.С. Минералогия золота четвертичных россыпей Узбекистана.- Ташкент: ФАН, 1982,- 144 с.

90.Рехтер М.Д., Миронов A.A. Коллоидное золото в электронной микроскопи/УУспехи совр. биол,- 1990,- Т. 109, Вып. 3,- С. 467-479.

91.Саввичев A.C., Никитин Д.И., Оранская М.С. Две фазы аккумуляции коллоидного золота иммобилизованными клетками микроорганизмов//Геохимия,- 1985,- № 10,- С. 1516-1518.

92.Саввичев A.C., Никитин Д.И., Минеев Г.Г., Оранская М.С. Аккумуляция иммобилизованными микроорганизмами тонкодисперсного золота из рудного сырья//Геохимия.- 1986,- № 1.- С. 117-119.

93.Сагдиева М.Г., Куканова С.И. Хранение золоторастворяющих бактерий на твердых субстратах//Микробиол,- 1992,- Т. 61, № 4,- с. 705-708.

94.Смирнов В.В., Резник С.Р., Василевская И.А. Спорообразующие аэробные бактерии - продуценты биологически активных веществ -Киев: Наукова Думка, 1980,- 278 с.

95.Смит А. Прикладная ИК-спектроскопия.- М.: Мир, 1982,- 382 с.

96.Трутко С.М., Сузина Н.Е., Дуда В.И., Акименко В.К. Участие дыхательной цепи бактерий в восстановлении теллурита калия//ДАН,-1998,- Т. 358, № 6,- С. 836-838.

97.Турова Е.С., Авакян З.А., Каравайко Г.И. Роль сообщества бактерий в трансформации минералов железа в каолине//Микробиол.- 1996,- Т. 65, №4,-С. 837-843.

98.Ульберг З.Р., Подольская В.И., Перцов Н.В. Овчаренко Ф.Д., Грузина Т.Г., Карамушка В.И. Взаимодействие белков с частицами коллоидного золота//ДАН.- 1985,- Т. 284, № З.-С. 638-641.

99.Ульберг З.Р., Карамушка В.И., Овчаренко Ф.Д. и др. Определение локализации и выделение фактора, связывающего коллоидное золото из микробных клеток//Биотехнол - 1986,-№ 1,- С. 109-115.

ЮО.Ульберг З.П., Карамушка В.И., Грузина Т.Г., Чопик О.В., Духин A.C. Энергетические особенности концентрации Аи3+ клетками бактерий//Биол. мембран,- 1990.- Т. 7, № 7,- С. 224-229.

101.Ульберг З.Р., Марочко Л.Г., Чепига В.В., Перцов Н.В. Выделение дисперсных металлов металлофильными микроорганизмами из растворов электролитов./7ДАН УССР. Сер. биол,- 1990,- № 3,- С. 52 - 56.

102.Феофилова Е.П., Терешина В.М., Меморская Ф.С. Хитин мицелиальных грибов: методы выделения, идентификации и физико-химические свойства//Микробиол. 1995,- Т. 64, № 1,- С. 27-31.

ЮЗ.Феофилова Е.П., Немцов Д.В., Терешина В.М., Козлов В.П. Полиаминосахариды мицелиальных грибов: новые биотехнологии и перспективы практического использования/ТПрикл. биохим. и микробиол,- 1996,- Т. 32, № 5,- С. 483-492.

104.Фервей Е.И. Электрический двойной слой и устойчивость лиофобных коллоидов//Успехи химии,- 1935,- Т. 4, Вып. 8,- С. 1194-1249.

105.Фишер Э.И., Фишер В.Л., Миллер А.Д. Экспериментальные исследования характера взаимодействия природных органических кислот с золотом//Сов. геология,- 1974,- № 7,- С. 142-146.

Юб.Хиггенс Н., Бест д., Джонс Д. Биотехнология. Принципы и применения,- М.: Мир, 1988,- 479 с.

107.Чащина Н.М., Кухарчук Л.Е. Участие микроорганизмов в рассеянии рудных элементов в условиях распространения многолетнемерзлых пород//Изв. АН СССР. Сер. биол,- 1988,- № 4.- С. 565-570.

108.Черняев A.M., Андреев М.И., Скрипчук В.Г. Основные закономерности миграции золота в природных водах//Гидрохимия Урала,- Ленинград, 1979,- С. 39-50.

109.Шестопалова Л.Ф. Исследование процессов взаимодействия золота с аминокислотами в кислой и щелочной средах: Автореф. дис. на соискание уч. ст. канд. хим. наук,- Иркутск, 1975,- 28 с.

110.Щегольков Ю.В., Амосов Р.А. Островковые пленки оксида золота на россыпном золоте - первая находка//Руды и металлы.-1998.-№ 4,- С. 7480.

111.Я6локова С.В. Образование "нового" золота в некоторых россыпях Южной Якутии/УГеология россыпей,- М.: Наука, 1965,- С. 152-155.

112.Якобсон Ю.О., Загреба Е.Д. Биосинтез оксикислот и кетокислот микроорганизмами,- Рига: Зинантис, 1984,- 116 с.

113.Akthar M.N., Sastry K.S., Mohan P.M. Mechanism of metal-ion biosorption by fungal biomass/ZBiometals.- 1996,- V. 9, № 1.- P. 21-28.

114.Andreas L., Zdenek H., Volesky B. Biosorption of heavy metals ( Cd, Cu, Ni, Pb, Za ) by chemically - reinforced biomass of marine algae//J. Chem. Technol. and Biotechnol.- 1995,- № 3,- P. 279 - 288.

115.Avery S.V., Tobin J.M. Mechanisms of strontium uptake by laboratory and brewing strains of Saccharomyces cerevisiae/lApp\. and Environ. Microbiol.-1992,- V. 58, № 12,- P. 3883-3889.

116.Baker W.E. The role of humic acids in the transport of gold//Geochim. Cosinochim. Acta.- 1978,- V. 42,- P. 645-649.

117.Balakiiia M.N., Gruzina T.G., Ulberg Z.R. Bacteria membrane processes in the concentraition of heavy metals//Miner. Slov.- 1996,- T. 28, № 5,- P. 339342.

118.Baldry M.G.C., Dean A.C.R. Copper accumulation by bacteria moulds, and yeast//Microbios.- 1980,- V. 29,- P. 7-14.

119.Beltramini M.E. and Lerch K. Spectroscopic studies on Neurospora copper metallothioneinZ/Biochemistry.- 1983,- V. 22,- P. 345-352.

120.Bergey s Manual of Systematic Bacteriology/Eds. R. Noel, N.P. Krieg, J.G. Holt.- Baltimore, London: Williams &Wilkins Co, 1984,- V. 1,- 964 p.

121. Bergeys Manual of Systematic Bacteriology/Eds. P. Sneath, N. Mair, M.E. Sharpe, J.G. Holt.- Baltimore, London, Los Angeles, Sydney: Williams &Wilkins Co, 1986,- V. 2,- P. 965-1599.

122.Begey,s Manual of Determinative Bacteriology/Eds. J.G.Holt, N.P. Krieg, P. Sneath, J.T. Staley, S.T. Williams.- 9th ed.- Baltimore, Philadelphia, Hong Kong, London, Munich, Sydney, Tokyo: Williams &Wilkins, 1994,- 787 p.

123.Beveridge T.J. and Murrey R.G.E. Uptake and retention of metals by cell wall of B. subtilsin. Bacteriol.- 1976.-V. 127, № 3,- P. 1502 - 1518.

124.Beveridge T.J, Doyb R.J., Forsberg C.N. Major sites of metal-binding in Bacillus licheniformis walls//J. Bacteriol.- 1982.- V. 150, № 3,- P. 1438-1448.

125.Beveridge T.J., Fyfe W.S. Metal fixation by bacterial cell walls//Can. J. Eath. Sci.- 1985,- V. 22,- P. 1892 - 1898.

126.Beveridge T.J. Role of cellular design in bacterial metal accumulation and mineralization//Annu. Rev. Microbiol.- 1989.- V. 43,- P. 147 -171.

127 .Birch L., Bachofen R. Complexing agenys from microorganisms/ZExperientia.-1990,- V. 46,- P. 827-834.

128.Bowell R.J., Foster R.P., Gize A.P. The mobility of gold in tropical rain -forest soils/ZEconom. Geology.- 1993,- V. 88, № 5,- P. 999 - 1016.

129.Brady J.M., Tobin J.M., Gadd G.M. Volatilization of selenite in aqueous-medium by a Penicillium species/ZMicrobiol. Research.- 1996,- V. 100,- P. 955-961.

130.Brieley J.A., and Brieley C.L. Biological accumulation of some heavy metals - biotechnological appIication/ZBioniineralization and biological metal accumulation.- Dordrecht: Reidel Pub. Company, 1983. - P. 499-509.

131.Brown D.A., Kamineni D.C., Sawacki J.A., Beveridge T.J. Minerals associated with biofihns occurring on exposed rock in an granitic underground reseacrh laboratory/VAppl. and Environ. Microbiol.- 1994,- V. 60, № 9,- P. 3182-3191.

132.Brown D.A., Gross G.A., Sawicki J.A. A review of the microbial geochemistry of banded iron-formation//Canad. Mineralog.- 1995,- V. 33,- P. 1321-1333.

133.Buhnan R.A. Chemistry of plutonium and transuranics in the biosphere/ZStructure and Bonding.- 1978,- V. 34, № 1,- P. 39-77.

134.Butt T.R., Ecker D.J. Yeast metallothionein and application biotechnology/ZMicrobiol. Rev.- 1987,- V. 51, № 3,- P. 351-364.

135.Carvalho R.P., Chong K.H., Volesky B. Effects of leached alginate on metal biosorption/TBiotechnol. Lett.-1994,- V. 16, № 8,- P. 875-880.

136.Carvalho R.P., Chong K.H., Volesky B. Evaluation of the Cd, Cu, and Zn biosorption in two - systems using an algal biosorbent/VBiotechnol.- 1995.-V. 11, №1,-P. 39-44.

137.Cho D.Y., Lee S.T., Park S.W., Chung A S. Studies on the biosorption of heavy-metals onto Chlorella vulgaris//J. Environ. Sci. and Engineer.- 1994,-V. 29, № 2,- P. 389-409.

138.Chyi L.L. The distribution of gold and platinum in bituminous coal//Econom. Geol.- 1982,- V. 77, № 6,- P. 1592-1597.

139.Cotoras D., Viedma P., Cifuentes L., Mestre A. Sorption of metal-ions by whole cells of Bacillus and Micrococcus!/Environ. Sci. Techno!.- 1992,- V. 13, №6,-P. 551-559.

140.Crist R.H., Oberholser K., Shank N., Nguyen M. Nature of bonding between metallic ions and algal cell walls/'/Environ. Sci. Technol.- 1988,- V. 22, № 10,-P. 1212-1217.

141.Damall D.W., Greene B., Henzl M.D., Hosea M., McPherson R., Sneddon J., Alexander M.D. Selective recovery of gold and other metal ions from an algal biomass//Environ. Sci. Technol.- 1986,- V. 20, № 2,- P. 206 - 208.

142.De Ley J., Cattoir H., Reynaeits A. The quantitative meuserement of DNA hybridization from renaturation rates//Eur. J. Biochem.- 1970,- V. 12,- P. 133142.

143.De Roe C., Courtoy P.J., Baudhuin P. A model of protein - colloidal gold interaction//.!, of Histochem. and Cytochem.- 1987,- V. 35, № 11.- P. 11911198.

144 .Dexter-Dyer B. Microbial role in Witwatersrand gold depositioii/'/Biomiiieralization and Biological Metalls Accumulation.-Dordrecht, 1983,- P. 495 - 498.

145.Dexter - Dyer B., Kretzsclimer M., Krumbein N.E. Possible microbial pathways in the formation of Precembrian ore deposits//! Geol. Soc- 1984.-V. 141 (mar).-P. 251 -262.

146.Duff D.G., Baiker A. A New hydrosol of gold cluster. 1. Formation and particle size variation/ZLangmuir.- 1993.- V. 9, № 9,- P. 2301 - 2309.

147.Duong F., Eichler J., Price A., Rice L.M. Biogenesis of the gram-negativ bacterial envelope//Cell.- 1997,- V. 91, № 5,- P. 567-573.

148.Faraday F.// Pliilos. Trans. R. Soc. London.- 1857,- V. 147,- P. 145-181.

149.Faulk W.P., Taylor G.M. Communication to the editors/ZImmunocliemistiy.-1971,- V. 8, № 9,- P. 1081 - 1083.

150.Ferris F.G., Fyfe W.S., Beveridge T.J. Bacteria as nucleation sites for authigenic minerals in a metal-contaminated lake sediment//Chemic. Geol,-1987,- V. 63, № 3-4,- P. 225-232.

151.Fisher N.S. Accumulation of metals by marine picoplankton//Mar. Biol.-1985,-V. 87,-P. 137-142.

152.Forstner U. Accumulative phases for heavy metals in limnic sediments/ZHydrobioL- 1982,- V. 91.- P. 269 - 284.

153.Fourest E., Volesky B. Contribution of sulfonate groups and alginate to heavy-metal biosorption by the dry biomass of Sargassum ffuitansllEmkon. Sci. and Technol.-1996,- V. 30, № 1,- P. 277-282.

154.Fransis H. Microbial dissolution and stabilization of toxic metals and radionuclides in mixed wastes/VExperientia.-1990.- V. 46,- P. 840-85.

155.Freise F. The transportation of gold by organic underground solution/ZEconom. Geol.-1931,- V. 26, №. 4.- P. 421-431.

156.Frens G.//Nature Phys. Res.- 1973,- V. 241,- P. 20-22.

157.Friis N., Myers-Keith P. Biosorption of uranium and lead by Streptomyces longwoodensislfBiotQclwoi. Bioeng.- 1986,- V. 28, № 1,- P. 21-28.

158.Frondel C. Stability of colloidal gold under hydrothermal condition/ZEcon. Geol.- 1938,- V. 3, №. 1,- P. 1-20.

159.Gadd G.M. Fungal responses towards heavy metals/ZMicrobes in extreme Environments.- London: Academic Press.- 1986,- P. 83 -110.

160.Gadd J.M. The uptake of heavy metals by fungi and yeasts: The chemistry and physiology of the process and applications for biotechnology/ZImmobilization of ions by biosorption.- Chechester, 1986,- P. 135 - 147.

161.Gadd J.M. Accumulation of metals by microorganisms and algae/ZBiotecgnol.-1988,- V. 66.- P. 402 - 433.

162.Gadd J.M. Heavy metal and radionuclide accumulation and toxycity in fungi and yeasts// Metal - microbe interaction.- Oxford, 1989.- P. 19 - 38.

163.Gadd J.M. Heavy metal accumulation by bacteria and other microorganisnis/ZExperientia.- 1990.-V. 46.- P. 834 - 840.

164.Gadd, G.M. Interaction of fungi with toxic metals//New Phytologist- 1993a.-V. 124, № 1.- P. 25-60.

165.Gadd G.M., White C. Microbial treatment of metal pollution - A working biotechnology/VTrends in Biotechnol.- 1993b.- T. 11, № 8,- P. 353-359.

166.Gadd G. M. Influence of microorganisms on the environmental fate of radionuclides/ZEndeavour.- 1996.- V. 20, №.4,- P. 150-156.

167.Galun M., Keller P., Feldestein H., Galun E., Siegel S., Siegel B. Recovery of uranium ( 6 ) from solution using fungi 2. Release from uranium loaded Penicillium biomass//Water. Air. Soil Pollution.- 1983,- V. 20,- P. 277 - 285.

168.Galun M., Galun E., Siegel B.Z., Keller P., Lelir H., Siegel S.M. Removal of metal ions from aqueous solutions by Penicillium biomass : Kinetic and uptake parameters/TWater. Air and Soil Pollution.- 1987,- V. 33,- P. 359 - 371.

169.Ghosh S., Bupp S. Stimulation of biological uptake of heavy metals//Wat. Sci. Tech.- 1992,- V. 26, № 1-2,- P. 227-236.

170.Gillis M., De Ley J., Cleene M.D. The determination of molecular weight of bacterial genome DNA from renaturatjon rates//Eur. J. Biochem.- 1970,- V. 12,-P. 143-153.

171.Glenda B., Riese W.C. Microbiological exploration for minerals deposits/ZAppl. Geocliim.-1986.-V. 1,№ l.-p. 103-109.

172.Gloaguen V., Morvan H., Hoffmann L. Metal accumulation by immobilized Cyanobacterial mats from a thermal-sprmg/ZEnviron. Sci. and Engin.- 1996,-V. 31, №10,-P. 2437-2451.

173.Golubic S. Stromatolites, fossil and recent: A case liistory//Bioinineralisation and biological metal accumulation.- Dordrecht, 1983,- P. 313-326.

174.Greene B., Hosea M., McPherson R., Henzl M., Alexander M.D., Daraall D.W. Interaction gold (I) and gold (III) complexes with algal biomass/'/Environ. Sei. Technol.-1988,- V. 20, № 6,- P. 627 - 632.

175.Green B., Bedell G.W. Algal gelsor immobilized algae for metal recovery//Introduction to Applied Phycology/ Ed Akatsuka. The Hague. -1990,- P. 109-136.

176.Harris P.O., Ramelow G.J. Binding of metal-ions by particulate biomass derived from Chlorella vulgaris and Scenedesmus quadricauda//Environ. Sei. Technol.- 1990,- V. 24, №> 2,- P. 220-228.

177.Hiroki M. Effect of arsenic pollution on soil microbial population//Soil. Sei. and Plant Nutr.- 1993,- V. 39, № 2..- P. 227-235.

178.Horikoshi T., Nakajima A., Sakagushi T. Uptake of uranium by Chlorella vulgaris!/Agric. Biol. Chem.- 1979.- V. 43,- P. 617-623.

179.HorisbergerM. Colloidal gold and its application in cell biology//Intera. Rev. of Cytol.- 1992,- V. 136,- P. 227-287.

180.Horvath Z., AsRous H.E., Novae E.K. Isolation of heavy metal toleration fungi//Acta Microbiol. Hung.- 1992,- V. 39, № 3-4,- P. 368-376.

181.Hosea M., Green B., McPherson, Henzl M., Alexander M.D., Darnall D.W. Accumulation of elemental gold on the algae Chlorella vulgaris!!Inorganica Chimica Acta.- 1986,- V. 123, № 3,- P. 161 -165.

182.Hoyle B., Beveridge T.J. Binding of metallic ions to the outer membrane of Escherichia coli!!Appl. and Environ. Microbiol.- 1983,- V. 46.- P. 749 - 752.

183.Hu Xicheng, Boyer G.L. Siderophore-mediated aluminium uptake by Bacillus megaterium ATCC 19213//Appl. and Environ. Microbiol.- 1996,- V. 62, № 11,- P. 4044-4048.

184.1saac S. How do fungi obtain sufficient supplies?//Mycologist.- 1997.-- V. 11, № 1,-P. 41-42.

185.Isab A.A. Complexation of gold (I) thiomalate (miocrisin) with 1,3 Diasinane-2-thion in aqueous solution followed by 13C-nuclear magnetic resonance spectroscopy/'/'!. Chem. Dalton Trans.- 1986,- № 4,- P. 1049-1050.

186Jacobson J.O., Zagreba E.D., Ginovska M.K.//Tliird Eur. Congr. on Bioteclinol.- Munchen, 1984.- V. 1P. 737-738.

187.Joho M., Yamanaka C. and Murayama T. Cd2+accomodation by Saccharomyces cerevisia//Microbiol- 1986.- V. 45,-P.169-179.

188.Jones K.C. Gold, silver and other elements in aquatic Bryophytes from a mineralized area of North Wales//J. Geochem. Explor.- 1985,- V. 24, № 3.- P. 237-246.

189.Kanazawa S., Mori K. Isolation cadmium-resistant bacteria and their resistance mechanisms. Part 1, 2.//Soil Sci. and Plant Nutr.- 1996,- V. 42, № 4,-P. 725-730, 731-736.

190.Kapoor A., Viraraghavan T. Fungal biosorption - an alternative treatment option for heavy-metal bearing wastewaters. ReviewZZBiores. Technol.- 1995,-V. 53, №3,-P. 195-206.

191.Karamushka V.I., Ulberg Z.R., Gruzina T.G,. Dukliin A.S. Dependent gold accumulation by living Chlorella CellsZZActa Biotechnol.- 1991,- V. 11, № 3,-P. 197-203.

192.Karamushka V.I., Sayer J.A., Gadd J.M. Ingibition of FT efflux from Saccharomices cerevisiae by insoluble metal phosphates and protection by calcium and magnesium - ingibitory effect is a result of soluble metal-cationsZZMycological Research.- 1996.-V. 100, № 6- P. 707-713.

193.Kelly D.P., Norris P.R., Bierley C. Microbiological methods for the extraction and recovery of metalsZZMicrobial Technology.-Cambridge .University Press, 1979,-P. 263-308.

194.Klapcinska B. and Chmielowski J. Binding of germanium to Pseudomonas putida cells/ZAppl. and Environ. Microbiol.- 1986,- V. 51, № 1.- P. 76-83.

195 .Knight J. Preliminary evidence for the involvement of budding bacteria in the bacteria in the origin of Alaskan place gold//Geolodgy,- 1993.-V. 21, № 3,- P. 279 - 280.

196.Kotrba P., Ruml T., Masek T. Vazba cadmia bunkami mikroorganismu a rostlinZ/Chem. Listy.-1994,- V. 88, № 10,- P. 642-649.

197.Krauskopf K.B. The solubility of gold//Econom. Geo!.- 1951,- V. 46, №. 8,-P. 858-862.

198.Kuyucak N., Volesky B. Biosorbents for recovery of metals from industrial solutions/ZBiotechnoI. Lett.- 1988,- V. 10, № 2,- P. 137-142.

199.Kuyucak N., Volesky B. The mechanism of gold biosorption/ZBiorecovery.-1989,-V. 1,№3.-P. 214-235.

200.Laib J.E., Shaw S.F., Petering D.F., Eidness H.K. Elder R.C., Gardey J.S. Formation and characterization of aurotliioneins, Au, Zn, Cd-tliionein, Au, Cd-tliionein, and (tliiomalato-Au)-tliionein///Biochemistry- 1985,- V. 24, № 11.- P. 1977-1986.

201.Leusch A., Holan Z.R., Volesky B. Biosorption of heavy metals (Cd, Ni, Cu, Pb, Zn) by chemically-reinforced biomass of marine algae// J. Chem. Tech. Bioteclmol.- 1995.-V. 62, № 3,- P. 279-288.

202.Leusch A., Holan Z.R., Volesky B. Solution and particle effects on the biosorption of heavy metals by seaweed biomass//'Appl. Biochem. and Bioteclmol.- 1996,- V. 61, № 3,- P. 231-239.

203.Lou G.M. Microbial iron transport//Ann. Rev. Microbiol..- 1994.- V. 48.- P. 743-772.

204.Lovley D.R. Magnetic formation during microbial dissimilatory iron reductionZZIron biominerals/ Eds. Frankel R.B., Blakemore R.P.- 1990,- P. 151-166.

205.Lowentam H.A. Minerals formed by organisms//Science.- 1981,- V. 211, № 3.-P. 32-41.

206.Macaskie L.E., Dean A.C.R., Cheethum A.K., et al. Cadniimn accumulation by a Citrobacter sp: the chemical nature of the accumulated metal precipitate and its location on the bacterial cells/7J. Gen. Microbiol.- 1987,- V. 133, № 3.-P. 539-544.

207.Macaskie L.E., Bontlirone K.M., Rouch D.A. Phosphatase-mediated heavy metal accumulation by Citrobacter sp. and related Enterobacterial/FEMS Microbiol. Lett.- 1994,- V. 121, № 2,- P. 141-146.

208.Machesky M.L., Andrade W.O., Rose A.W. Interaction of gold (III) cloride and elemental gold with peat-derived humic substances/VChem. Geol.- 1992.-V. 102, №1-4.-P. 53-71.

209.Maeda S. and Sakaguchi T. Accumulation and detoxification of toxic metal elements by algae//Introduction to Applied Phycology/ Ed Akatsuka. The Hague.- 1990,-P. 109-136.

210.Mann H., Tasaki K., Fife W.S. et al. Cellular precipitation and heavy-metal sorption in Euglena sp.: implication for biomineralization//Chem. Geol.- 1987,-V. 63, № l.-P. 39-43.

211.Margoshes M., Vallee. A cadmium protein from equine kidney cortex//J. Am. Chem.- 1957,- V. 79, № 15,- P. 4813-4814.

212.Marmur J. A procedure for the isolation of deoxyribonucleic acid from microorganisms//J.Mol. Biol.-1961,- V. 3, № 2,- P. 208-218.

213.Marmur J, Doty P. Determination of the base composition of deoxyribonucleic acid from its thermal denaturation//J. Mol. Biol.- 1962,- V. 5, № l.-P. 100-118.

214.Mattuschka B., Straube G., Trevors J.T. Silver, copper, lead and zinc accumulation by Pseudomonas stutzeri Ag259 and Streptomyces albus -electron-microscopy and energy - dispersive x-ray studies//Biometals.- 1994,-T. 7, №. 2,- P. 201-208.

215.Mayers T., Beveridge T.J. The sorption of metals to Bacillus subs til is walls from diluts solutions and simulated Hamilton Harbour (lake Ontario) water//Can. J. Microbiol.- 1989,- V. 35, № 4,- P. 764-770.

216.Mera M.U., Kemper M., Doyle R., Beveridge T.J. The membrane-induced proton motive force influences the metal-binding ability of Bacillus subtilis cell-walls/VApll. and Environ. Microbiol.- 1992,- T. 58, № 12,- P. 3837-3844.

217.Meyer A., Wallis F.M. The use of A. niger (strain 4) biomass for lead uptake from aqueous systems//Waters Afr.- 1997,- V. 23, № 2,- P. 187-192.

218.McLean R. J.C., Beveridge T.J. Metal binding capacity of bacterial surfaces and their ability to form mineralized aggregates//Microbial mineral recovery/ Ed. by H.L. Ehrlich, C.L. Brierly.- New York, 1990,- P. 185-222.

219.McLeaii R.J.C., Fortini D., Brown D.A. Microbial metal-binding mechanisms and their relation to nuclear waste disposalZZCan. J. Microbiol.-1996,- V. 42, № 3,- P. 392-400.

220.Moermans M., Daniels G., de Mey J. Sensitive colloidal metal (gold or silver) staining of protein blots or nitrocellulose membranes//Aiial. Biochem.-1985,-V. 145, №2.-P. 315-321.

221.Mohagheghi A., Updegraft D.M., Goldhaber M.B. The role of sulfate -reducing bacteria in the deposition of sedimentary uranium oresZZGeomicrobiol.- 1984,- V. 4, № 1,- P. 153-173.

222.Mossman D.J., Dexter-Dyer B. The geochemistry of Witwatersrand - type gold deposits and the possible influence of ancient procaryotic communities on gold dissolution and precipitation/ZPrecembrian Research.- 1985.- V. 30, № 4,-P. 303-319.

223.Mullen M.D., Wolf D.C., Ferris F.G., Beveridge T.J., Flemming C.A., Bailey G.W7. Bacterial sorption of heavy metalsZZAppl. and Environ. Microbiol.-1989.-V. 36, № 12. P. 3143-3149.

224.Muraleedharan T.R., Iyengar L., Venkobachar C. Biosorption : an attractive alternative for metal removal and recovery//Current Science.- 1991,- V. 61, № 6,-P. 379-385.

225.Murray A.D., Kidby D.K. Sub-cellular location of mercury in yeast grown in the presence of mercuric chloride//J. Gen. Microbiol.- 1975,- V. 86, № 1.- P. 66-74.

226.Nakajima A., Horikoslii T., Sakaguchi T. Studies on the accumulation of heavy metal elements in biological systems/ZEurop. J. Appl. Microbiol. Biotechnol.-1981,- V. 12, № 1,- p. 76-83.

227.Nakajima A. and Takashi S. Selective accumulation of heavy metals by microorganisms//Appl. Microb. Biotechnol.- 1986,- V. 24, № 1.- P. 59-64.

228.Naseem A., Sivarama S.K,. Marutlii M.P. Biosorption of silver ions by processed Aspergillus niger biomass/'/Bioteclinol. Lett.- 1995,- V. 17, № 5,- P. 551-556.

229.Nash K., Sherman F., Fiedman A,M., Sullivan J.C. Redox behaviour, complexing and adsorption of hexavalent actinides by humic acid and selected clays//Environ. Sci. Teclmol.- 1981,- V. 15, № 10,- P. 834-837.

230.Nissenbaum A. and Suaine D.J. Organic matter - metal interactions in resent sediments the role of humic substances/VGeocliim. Cosmochim. Acta.- 1976,-V. 40, №6,-P. 809-816.

231.Norris P.R., Kelly D.P. Accumulation of metals by bacteria and yeasts/ZDevelop. In Indust. Microbiol.- 1979,- V. 20,- P. 299-308.

232.01sen R.A., Clark R.B., Bennett J.H. The enhancement of soil fertility by plants roots/'/Am. Sci.- 1981,- V. 69.- P. 378-383.

233.Omar N.B., Merroun M.L., Gonzalezmunoz M.T., Arias J.M. Brewery yeast as a biosorbent for uranium//J. Appl. Bacteriol.- 1996 - V. 81, № 3,- P. 283287.

234.Owen R.J., Hill L.R., Lapage S.P. Determination of DNA base composition from melting profiles in delute buffers//Biopolymers.- 1969.- № 7,- P. 503-516.

235.Pedersen K. Investigations of subterranean bacteria in deep crystalling bedrock and their impotance for the disposal of nuclear waste//Can. J. Microbiol.- 1996,- V. 42, №> 4.- P. 382-391.

236.Petterson A.L., Kunst B.B., Roomans G.M. Accumulation of aluminum by Anabaena cylindrica into polyphosphate granules and cell walls: an x-ray energy dispersive microanalysis study//J. Gen. Microb.- 1985,- V. 131.- P. 2545-2554.

237.PflugH. D., Jaeschre BoyerH. Combined structural and chemical analysis of 3.800 - million - year - old microfossils/ZNature.- 1979,- V. 280,- P. 483-486.

238.PremakumarR.D.R., Winge R., Wiley R., Rajogpalan K.V. Cooper-chelatin: isolation from various eukaryotic sources/VArch. Biochem. Biophys.- 1975,-V.170.-P. 278-288.

239.Premuzic E.T., Mow Lin, Hong Li Zhu, Gremme A.M. Selectivity in metal uptake by stationery phase microbial populations//Arch. Environ. Contain. Toxicol.-1991,- V. 20, № 2,- P. 234-240.

240.Radtke A.S., Schliner B.J. Studies of hydrothermal gold deposition. I. Carlin gold deposit, Nevada/ZEcon. Geol.-1970,- V. 65, Ns 2,- P. 87-102.

241.Raspor B., Numberg H,W., Valenta P., Branica M.C. Significance of dissolved humic substances for heavy metal speciation in natural waters//T)evel. Biogeochem.- 1984,- № 1.- P. 317-328.

242.Remacle J. The removal of dissolved toxic metals by microorganisms// 8th Int. Biotechnol. Symp. Paris. 1988: Proc. V. 2,- Paris, 1989,- P. 1187-1197.

243.Reimer T.O. Alternative model for the derivation of gold in the Witwatersrand supergroup//J. Geol. Soc.- 1984,- V. 141, № 3,- P. 262-271.

244.Reuter J.H. and Perdue E.M. Importance of heavy metal - organic mattersZ/Geocliim. Cosmocliim. Acta.- 1977,- V. 41,- P. 325-334.

245.Robles L.C., Garciaolalla C., Aller A.J. Determination of gold by slurry electrothermal atomic-adsorption spectrometry after preconcentration by Escherichia coli and Pseudomonasputidalß. of Analit. Atom. Spectr.- 1993,-V. 8, №7,-P. 1015-1022.

246.Rogers H.J., Synge C., and Woods V.E. Antibacterial effects of scandium and indium compexesof enterochelin on Klebsiella pneumoniae//Antimicwb. Agents Chemother.- 1980,- V.-18,- P. 63-68.

247.Saxbe J.D. The significance of organic matter in ore genesis//In : Handbook of Stratabound and Stratiform Ore Deposits/ Edd. K.H.Wolf. Elsevier. -Amsterdam, 1976,- V. 2,-P. 111-133.

248.Shumate S.E. and Strandberg G.W. Accumulation of metal by microbial cells //Comprehensive Biotechnol.- 1985. - V. 4. - P. 235-247.

249.Shuttleworth K.L., Unz R.F. Sorption of heavy metals to the filamentous bacterium Thiothrix strain Al//Appl. and Environ. Microbiol.- 1993 - V. 59, № 5,- P. 1274-1282.

250.Sibley T.H., Clayton J.R., Wurtz E.A., Sanchez A.L., Alberts J.J. Effects of dissolved organic compounds on the adsorption of transuranic elements/ZDevel. Biogeochem.- 1984,- № 1,- p.- 289-300.

251.Siegel S.M., GalunM., Keller P., Siegel B.Z,. Galun E. Fungal biosorption: a comparative study of metal uptake by Penicillium and Cladosporium/fki: Metals speciation, separation and recovery/ Eds. Patterson J.W., Passino R.Michigan, 1987,- P. 339 - 361,

252.Silver S. Bacterial resistanes to toxic metal - ions //Gene.- 1996,- V. 179, № 1,- P. 9-19.

253.Simmons P., Tobin J.M., Singleton I. Considerations on the use of commercially available yeast biomass for the treatment of metal-containing effluents//J. Ind. Microbiol.- 1995,- V. 14, № 3-4. - P. 240-246.

254.Southam G., Beveridge T.J. The occerance of sulfur and phosphorus within bacterially derived crystalline and pseudocrystalline octahedral gold fonned in vitro/VGeocliiniica and Cosmocliiinica Acta.- 1996,- V. 60, № 22.- P. 43694376.

255.Stokes P.M., Lindsay J.E. Copper tolerans and accumulation in PeniciUium ochro-chloron isolated from copper- plating solution//Mycologia.- 1979,- V. 71, m6.- P. 796-806.

256.Strandberg G.W., Shumate S.E., Parrott J.R. Microbial cells as biosorbents for heavy metals: accumulation of uranium by Saccharomyces cerevisiae and Pseudomonas aeruginosa!'/Appl. and Environ. Microbiol.- 1981,- V. 41, №1,-P. 237-245.

257.Tobin J.M., Cooper D.G., Neufeld R.J. Uptake of metal ions by Rhizopus arrhizus biomass//Appl. and Environ. Microbiol.- 1984.-V. 47, № 4,- P. 821824.

258.Tobin J.M., White C., Gadd G.M. Metal accumulation by fungi: application in environmental biotechnology//J. Ind. Microbiol.- 1994,- V. 13, № 3.- P. 126-130.

259.Townsley C.C., Ross T.S., Atkins A.S. Biorecovery of metallic residues from various industrial effluents using filamentous fungi//J. Ind. Microbiol.-1994,- V. 5, №2,- P. 279-289.

260.Tradinger P.A. Microbiolodgical processes in relation to ore genesis// In handbook of stratibound and stratiform ore deposits. Geochemical studies. / Ed. K.H.Wolf.- Amsterdam, 1976,- V. 2,- P. 135-190.

261.Trudinger P.A., Swaine D.G. Biogeochemical cycling of mineral forming elements.- Amsterdam: Elsevier, 1979,- 612 p.

262.Tsezos M., Volesky B. Biosorption of uranium and thorium//Bioteclmol. and Bioengineer.- 1981,- V. 23, № 3,- P. 583-604.

263.Tsezos M., Volesky B. The mechanism of uranium biosorption by Rhizopus aarrhizus!IBiotQcXmal. and Bioeiighieer.- 1982,- V. 24, № 2,- P. 385-401.

264.Tsezos M. The role of cliitin in uranium adsorption by Rhizopus aarrhizus! 1 Bioteclinol. and Bioengineer.- 1983.- V. 26, № 10.- P. 2025-2040.

265.Turkevich J. Colloidal gold//Gold Bull.- 1985,- V. 18, № 3,- P. 86-91.

266.Tynecka Z., Gos Z., Zajic. Energy-dependent efflux of cadmium coded by plasmid resistence determinant in Staphylococccus aureus//J. Bacteriol.-1981,- P. 313-319.

267.Urrutia M.M., Kemper M., Doyle R., Beveridge T.J. The membrane induced proton motive force influences the metal binding ability of Bacillus subtilis cell walls//Appl. and Environ. Microbiol.- 1992,- V. 58, № 12,- P. 3837-3844.

268.Urratia M.M., Beveridge T.J. Remobilization of heavy-metals retained as oxyhydroides or silicates by Bacillus subtilis cells//Appl. and Environment. Microbiol.- 1993,- V. 59, № 12,- P. 4323-4329.

269. Venkobachar C.//Water Sci. Technol.- 1990,- V.22, № 7,- P.- 319-320.

270.Volesky B. Biosorbents for metal recovery/VTibtech.- 1987,- V. 5, № 1.- P. 96-101.

271. Volesky B. Advances iii biosorption of metals: selection of biomass types// FEMS Microbiol. Rev.- 1994,- V 14, № 4.. p. 291-302.

272.Wainwrighte M., Grayston S.J. Accumulation and oxidation of metal sulphides by fungi/ZMetal-microbe interaction.- 1989,- P. 119-130.

273.Wallberg M., Brynliildsen L., Allard B. Metal-binding properties of Klebsiella oxytocaOWater Air and Soil Pollution.-1991,- V. 57, № 8,- P. 579587.

274.Walker S.G., Flemming C.A., Ferris F.G., Beveridge T.J., Bailey G.W. Physicochemical interaction of Escherihia coli cell envelopes and B. subtilis of the composite to immobilize heavy metals from solution//Appl. and Environ. Microbiol.- 1989,- V. 47, № 7,- P. 2976-2984.

275.Watkins J.W., Elder R.C., Green В., Darnall D.W. Determination of gold binding in an algal biomass in an algal biomass using EXAFS and XANES spectroscopies//Inorg. Chem.- 1987,- V. 26, № 7,- R 1147-1151.

276.Watterson J.R. Preliminary evidence for the involvement of budding bacteria in the origin of Alaskan Placer Gold// Geology.- 1992,- V. 20, № 4,- P. 315318.

277.Weidemann D.P., and Tanner R.D. Modelling the rate of transfer of uranyl ions onto microbial cells//Ensyme Microb. Technol.-1981,- № 3,- P. 33-40.

278. White C., Gadd G.M. Determination of metals and metal fluxes in algae and fongi//Sci. of the Total Environ.- 1995,- V. 176, № 1-3,- P. 107-115.

279.Wild E.W., Benemann J.R. Bioremoval of heavy metals use of microalgae/VBiotech. Adv.- 1993.- V. 11.- P. 781-812.

280. Williams J.W., and Silver S. Bacterial resistance and detoxification of heavy metals/ZEnsim. Microb. Technol.- 1984,- V. 6, № 12,- P. 530-536.

281.Wnorowski A.U. Selection of bacterial and fungal strains for bioaccumulation of heavy-metals from aqueous solutions/7Water Sciens and Technology.- 1991,- T. 23, № 1-3,- P. 309-318.

282.Xue Tangrong, Chen Zhaorong, Liu Ailiua, Peng Shiqiong, Lu Yuanfa, Wang Xiaolong. Изучение основных групп микроорганизмов в золотосодержащих геологических горизонтах/ Weishengwu xuebao=Acta microbiol. sin.- 1994,- V. 34, № 4,- P. 319-325. По РЖ Биология, 1996,-№12. реф.

283.Zhou J.L., Kiff R.J. The uptake of copper from aqueous solution by immobilized fungal biomass//J. Chem. Tech. Bioteclinol.- 1991,- T. 52,- P. 317-330.