Электрокаталитическое окисление этанола ферментными системами бактерий Gluconobacter oxydans в присутствии медиаторов ферроценового ряда тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 03.01.06, кандидат химических наук Инджгия, Екатерина Юрьевна

• Инджгия, Екатерина Юрьевна
• кандидат химических наук
• 2010

Оглавление диссертации кандидат химических наук Инджгия, Екатерина Юрьевна

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ.

ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА 1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР.

1.1. Медиаторные биосенсоры.

1.2. Бактерии С1исопоЬас1ег охуйат и их применение в биосенсорных технологиях.

1.2.1. Особенности метаболизма бактерий рода СЫсопоЬаМег.

1.2.1.1. Особенности дегидрогепаз бактерий аисопоЬаМег.

1.2.1.2. Окисление глюкозы бактериями СЫсопоЬасЬег.

1.2.1.3. Окисление спиртов бактериями СЫсопоЬаМег.

1.2.2. Применение С1исопоЬаМег охуйат и выделенных из них ферментов в биосенсорных технологиях.

1.2.2.1. Электрохимические биосенсоры на основе целых клеток аисопоЬасЬег.

1.2.2.2. Электрохимические биосенсоры на основе выделенных ферментов.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Электрокаталитическое окисление этанола ферментными системами бактерий Gluconobacter oxydans в присутствии медиаторов ферроценового ряда»

Перспективным направлением биотехнологии является разработка электрохимических биосенсоров и экологически чистых источников электроэнергии (биотопливных элементов). При разработке таких систем широко используется способность некоторых соединений с обратимыми окислительно-восстановительными свойствами (медиаторов электронного транспорта) к быстрому переносу на электрод электронов, генерируемых ферментами или ферментными системами целых клеток микроорганизмов в процессе окисления субстратов.

Использование целых клеток микроорганизмов в качестве биокатализаторов по сравнению с ферментами имеет ряд преимуществ: микроорганизмы дешевле очищенных ферментов, что позволяет создавать недорогие приборы для экологического контроля и мониторинга биотехнологических процессов; микроорганизмы обладают каталитической активностью по отношению ко многим субстратам, что является преимуществом при экспресс-определении степени загрязнения водных объектов органическими соединениями (индекса биохимического потребления кислорода (БПК)); биосенсоры на основе целых клеток во многих случаях характеризуются повышенным сроком эксплуатации.

Способность микроорганизмов взаимодействовать с медиаторами электронного транспорта определяется доступностью ферментных систем для этих соединений. Известно, что уксуснокислые бактерии СШсопоЬаМег имеют мембранную локализацию основных ферментов катаболизма углеводов и спиртов - РС^-зависимых альдоз - и алкогольдегидрогеназ, что облегчает их взаимодействие с медиаторами электронного транспорта. Кроме того, различные штаммы бактерий СЫсопоЪасЬег охусЯат широко используются в качестве биокатализаторов во многих биотехнологических процессах получения пищевых и биологически активных соединений. Биохимической особенностью штамма аисопоЪаМег охус1ат БиЬзр. industrius BKM В-1280 является эффективное окисление этилового спирта, что можно использовать при разработке биосенсоров для экспресс-определения содержания этанола в биотехнологических средах.

Наиболее перспективными медиаторами при разработке биосенсоров являются соединения ферроценового ряда. Пара ферроцен - катион ферроцения представляет собой высоко обратимую окислительно-восстановительную систему. Ферроцены в сочетании с биокатализаторами на основе ферментов широко используют при разработке электрохимических биосенсоров, в то же время взаимодействие ферроценов с биокатализаторами на основе бактерий мало изучено. Представляется актуальным исследование закономерностей электрокаталитического окисления этанола целыми клетками бактерий Gluconobacter oxydans subsp. industrius BKM В-1280 в сравнении с выделенной из них мембранной фракцией в присутствии медиаторов электронного транспорта ферроценового ряда как основы при разработке медиаторных биосенсоров.

Работа выполнялась в рамках проектов РНП.2.1.1.7789 (2006-2008 г.; ВП «Развитие научного потенциала высшей школы»), ФЦП «Научные и научно-педагогические кадры инновационной России» (2009-2013г.), госконтракт № 02.740.J 1.0296, госконтракт № П 551, РФФИ 09-03-97528 (2009 г.). Автор работы является лауреатом стипендии Президента РФ на 2009/2010 учебный год, а также победителем конкурса Программы «Участник молодеэ/сного научно-инновационного конкурса», реализуемой Фондом содействия развитию малых форм предприятий в научно-технической сфере в 2009 г. (г. Казань), госконтракт № 7282 р/10122.

Цель работы:

Выявление закономерностей электрокаталитического окисления этанола целыми клетками бактерий Gluconobacter oxydans subsp. industrius BKM В-1280 и выделенной из них мембранной фракцией в присутствии медиаторов электронного транспорта ферроценового ряда как основы при разработке медиаторных биосенсоров.

Для реализации поставленной цели необходимо решить следующие задачи:

• Охарактеризовать биокаталитические свойства бактерии Gluconobacter oxydans subsp. indus trius BKM B-1280 и ферментных фракций спектрофотометрическим методом.

• Провести анализ кинетических параметров электрокаталитического окисления этанола ферментными системами бактерий Gluconobacter oxydans subsp. industrius BKM B-1280 в присутствии медиаторов ферроценового ряда в рамках модели двухсубстратной ферментативной реакции, протекающей по механизму «пинг-понг».

• Определить эффективность медиаторов электронного транспорта ферроценового ряда в реакциях электрокаталитического окисления этанола целыми клетками и мембранной фракцией бактерий Gluconobacter oxydans subsp. industrius BKM B-1280 и выявить влияние заместителей ферроцена на медиаторные свойства соединений.

• Разработать макет медиаторного биосенсора. Определить рабочие параметры функционирования (рН, концентрация солей, концентрация медиатора, масса биокатализатора на электроде) биосенсоров на основе медиаторов электронного транспорта ферроценового ряда.

• Выявить спектр окисляемых субстратов мембранной фракцией бактерий Gluconobacter oxydans subsp. industrius BKM B-1280 в присутствии медиаторов ферроценового ряда. Апробировать разработанный макет биосенсорного анализатора.

Научная новизна

Впервые проведен сравнительный анализ процессов электрокаталитического окисления этанола целыми клетками Gluconobacter oxydans subsp. industrius BKM B-1280 и выделенной из них мембранной фракцией в присутствии медиаторов электронного транспорта ферроценового ряда.

Установлено, что окисление в биоэлектрокаталитических системах «этанол - мембранная фракция или целые клетки бактерий аисопоЬаМег охусЯат - медиаторы ферроценового ряда - электрод» можно рассматривать как двухсубстратную ферментативную реакцию, протекающую по механизму «пинг-понг», что обусловлено функционированием мембранлокализованных ферментов. Эта модель позволяет провести количественную оценку эффективности медиаторов электронного транспорта и биокатализаторов в медиаторных биосенсорах. Установлено, что мембранная фракция бактерий является более эффективным катализатором в системах окисления этанола в присутствии медиаторов ферроценого ряда.

Впервые определены индексы эффективности медиаторов электронного транспорта ферроценового ряда в электрокаталитических системах окисления этанола на основе целых клеток уксуснокислых бактерий 01исопоЬас1ег охус1ат БиЬБр. тсклзМт ВКМ В-1280 и мембранной фракции этих бактерий, которые увеличиваются в ряду: 1,1'-ферроцендикарбоновая кислота<этилферроцен<1,1 '-диметилферроцен<ферроцен<1,1'-ферроцендиметанол <ферроценмонокарбоновая кислота. Показано, что эффективность медиаторов - производных ферроцена, зависит от электронных эффектов заместителей в циклопентадиенильных кольцах ферроцена, электроноакцепторные заместители увеличивают индекс эффективности медиатора, а электронодонорные - уменьшают.

Впервые показана возможность применения медиаторного биосенсора на основе биокатализатора - мембранной фракции бактерий для определения индекса БПК в отходах бродильных производств.

Практическая значимость работы

Выявленные в работе закономерности функционирования медиаторных биосенсоров на основе бактерий ОЫсопоЬаМег охус1апз и мембранной фракции бактерий могут быть использованы в качестве научной основы, при разработке электрохимических биосенсоров для экологического контроля? и мониторинга биотехнологических процессов.

Разработан макет биосенсорного анализатора на основе мембранной фракции бактерий Gluconobacter oxydans subsp. industrius BKM В-1280 и медиатора ферроцена для экспресс-определения индекса БПК в отходах бродильных производств. Полученные результаты показывают возможность применения действующего макета биосенсорного анализатора как прототипа опытных образцов приборов для серийного освоения и применения.

Результаты работы внедрены в учебный процесс: поставлены две новые лабораторные работы «Определение рабочих параметров функционирования микробного медиаторного биосенсора» и «Определение индекса БПК отходов спиртового производства с помощью биосенсора на основе ферроцена и мембранной фракции бактерий Gluconobacter oxydans» по курсам «Биосенсоры» и «Биотехнология защиты окружающей среды» для студентов специальностей 020100 Химия и 240901 Биотехнология.

Апробация работы и публикации

Результаты работы докладывались на Московском международном конгрессе «Биотехнология: состояние и перспективы развития» в 2007 г. и. 2010 г. {диплом, медаль конкурса)', Российской школе-конференции молодых ученых «Экотоксикология: современные биоаналитические системы, методы и технологии», (Пущино) в 2006 г. {диплом лауреата конкурса) и 2009 г.; Международной школе-конференции «Генетика микроорганизмов и биотехнология» (Москва-Пущино), 2008 г. {диплом победителя); 2-ой Биотехнологической выставке-ярмарке «РосБиоТех - 2008 г.» (Москва), 2008 г. {диплом, медаль выставки); XVIII Менделеевском съезде по общей и прикладной химии (Москва), 2007 г.; Международной конференции «Molecular and nanoscale systems for energy conversion (MEC-2007)» (Москва),

2007 г.; Международном конгрессе по аналитическим наукам «ICAS-2006» i

Москва), 2006 г.; IV Международной научной конференции «Химия, химическая технология и биотехнология на рубеже тысячелетий» (Томск), 2006 г.

По теме диссертации опубликовано 6 статей, 10 сообщений в тезисной форме и в виде материалов конференций.

Заключение диссертации по теме «Биотехнология (в том числе бионанотехнологии)», Инджгия, Екатерина Юрьевна

выводы

На основе анализа кинетических параметров (удельной активности, констант Михаэлиса) биокатализаторов - бактерий С. охуЛапя и выделенных из них ферментных фракций, выявили, что перспективным биокатализатором окисления этанола является мембранная фракция бактерий С. охус1апя.

Впервые показано, что взаимодействие в системе «бактериальные клетки С. охус1ап$ / выделенная мембранная фракция - этанол - медиаторы ферроценового ряда» можно рассматривать как двухсубстратную ферментативную реакцию, протекающую по механизму «пинг-понг». Эта модель позволяет провести количественную оценку эффективности медиаторов электронного транспорта и биокатализаторов в медиаторных биосенсорах.

Впервые определены индексы эффективности медиаторов электронного транспорта ферроценового ряда в электрокаталитических системах окисления этанола на основе целых клеток уксуснокислых бактерий С1исопоЬас(ег охус1ат эиЬзр. тс1шМт ВКМ В-1280 и мембранной фракции этих бактерий, которые увеличиваются в ряду: 1,1'-ферроцендикарбоновая кислота<этилферроцен<1,1 'диметилферроцен<ферроцен<1,1 '-ферроцендиметанол < ферроценмоно-карбоновая кислота.

Установлено, что эффективность медиаторов независимо от используемого биокатализатора связана с электронными эффектами заместителей в циклопентадиенильных кольцах ферроцена: электроноакцепторные заместители увеличивают индекс эффективности, а электронодонорные заместители уменьшают.

Показано, что применение в качестве биокатализатора мембранной фракции дегидрогеназ по сравнению с целыми клетками бактерийпозволяет более эффективно проводить биоэлектрокаталитические процессы.

• Определены рабочие параметры функционирования биосенсоров на основе мембранной фракции бактерий G. oxydans (рН 6,5; концентрация солей буферного раствора - 0,18 моль/ дм ; масса биокатализаторал на электроде - 180 мкг; содержание медиатора - 1,1-1,6 ммоль/г), которые следует использовать при создании опытных образцов приборов для серийного освоения и применения.

• Разработанный макет медиаторного биосенсора на основе мембранной фракции бактерий G. oxydans применили для оценки индекса БПК5 отходов спиртового производства, имитирующих состав сточных вод. Разработанный макет биосенсора позволяет получать данные с высокой корреляцией к стандартному методу.

БЛАГОДАРНОСТИ

Автор выражает признательность д.х.н., зав. лабораторией биосенсоров Института биохимии и физиологии микроорганизмов им. Г.К. Скрябина УРАН Решетилову Анатолию Николаевичу и коллективу кафедры химии Тульского государственного университета за неоценимую помощь в проведении исследований и интерпретации результатов.

Список литературы диссертационного исследования кандидат химических наук Инджгия, Екатерина Юрьевна, 2010 год

1. Биосенсоры: основы и приложения: Пер. с англ./ Под. ред. Э. Тернера, И. Карубе, Дж. Уилсона. - М:. Мир, 1992. - 616 с.

2. Gorton L. Selective detection in flow analysis based on the combination of immobilized enzymes and chemically modified electrodes // Analytica Chimica Acta. 1991. Vol. 250. P. 203-210

3. Kalcher K., Kayffmann J., Wang J., Svancara I., Yang Z. Sensors based on carbon paste in electrochemical analysis: a review with particular emphasis on the period 1990-1993 //Electroanalysis. 1995. Vol. 7. № 1. P. 5-22

4. Tkac J., Vostiar I., Gorton L., Gemeiner P., Sturdik E. Improved selectivity of microbial biosensor using membrane coating. Application to the analysis of ethanol during fermentation // Biosensors and bioelectronics. 2003. № 18. P.1125-1134

5. Ikeda Т., Matsuyama K., Kobayashi D., Matsushita F. Whole-cell enzyme electrodes based on mediated bioelectrocatalysis // Bioscience, Biotechnology and Biochemistry. 1992. Vol. 56. № 8. P. 1359-1360

6. Wang S., Lu L., Yang M., Lei Y., Shen G. and Yu R. A novel cobalt hexacyanoferrate nanocomposite on CNT scaffold by seed medium and application for biosensor // Analytica Chimica Acta. 2009. Vol. 651. № 2. P. 220-226

7. Sheng Q., Shen Y., Zhang H. and Zheng J. Neodymium (III) hexacyanoferrate (II) nanoparticles induced by enzymatic reaction and their use in biosensing of glucose // Electrochimica Acta. 2008. Vol. 53. № 14. P. 4687-4692

8. Skladal P., Morozova N., Reshetilov A. Amperometric biosensors for detection of phenol using chemically modified electrodes contaning immibilizid bacteria // Biosensors and Bioelectronics. 2002. № 17. P. 867873

9. Takayama K. Biocatalyst electrode modified with whole-cells of P. denitrificans for the determination of nitrate // Bioelectrochemistry and Bioenergetics. 1998. № 45. P. 67-72

10. Zou C., Fu Y., Xie Q., Yao S. High-performance glucose amperometric biosensor based on magnetic polymeric bionanocomposites // Biosensors and Bioelectronics. 2010. Vol. 25. № 6. P. 1277-1282

11. Che X., Yuan R., Chai Y., Li J., Song Z. and Li W. Amperometric glucose biosensor based on Prussian blue-multiwall carbon nanotubes composite and hollow PtCo nanochains // Electrochimica Acta. 2010. Vol. 55. № 19. P. 5420-5427

12. Lenarczuk T., Wencel D., and Koncki R. Prussian blue-based optical glucose biosensor in flow-injection analysis // Analytica Chimica Acta. 2001. Vol. 447. № 1-2. P. 23-32

13. Li T., Yao Z. and Ding L. Development of an amperometric biosensor based on glucose oxidase immobilized through silica sol-gel film onto Prussian Blue modified electrode // Sensors and Actuators B: Chemical. 2004. Vol. 101. № 1-2. P. 155-160

14. Li L., Sheng Q., Zheng J. and Zhang H. Facile and controllable preparation of glucose biosensor based on Prussian blue nanoparticles hybrid composites //Bioelectrochemistry. 2008. Vol. 74. № 1. P. 170-175

15. Largueze J-B., Kirat K. and Morandat S. Preparation of an electrochemical biosensor based on lipid membranes in nanoporous alumina // Colloids and Surfaces B: Biointerfaces. 2010. Vol. 79. № 1. P. 33-40

16. Kawakami M., Tanaka K., Uriuda N. and Gondo S. Effects of nonionic surfactants on electrochemical behavior of ubiquinone and menaquinone incorporated in a carbon paste electrode // Bioelectrochemistry. 2000. Vol. 52. № 1. P. 51-56

17. Enzyme electrodes (Marco Cardosi, University of Paisley) (сайт) URL: http://www-biol.paisley .ac.uk/marco/EnzymeElectrode/Chapterl/Start.htm (дата обращения: 21.08.2007)

18. Перевалова Э.Г., Решетова М.Д., Гранберг К.И. Методы элементоорганической химии. Ферроцен. М.: Наука, 1983. - 557 с.

19. Эггинс Б. Химические и биологические сенсоры. М.: Техносфера, 2005.- 336 с.

20. Katz Е., Shipway A.N., Willner I. Медиаторы электронного переноса (сайт). URL: http://chem.kcn.ru/science/Katzl/Content.htm (дата обращения: 01.11.2009)

21. Allen P.M., Hill Н.А.О., Watron N.J. Surfase modifiers for the promotion of direct electrochemistry of cytocrome c. // Journal of Electroanalytical Chemistry. 1984. Vol. 178. P. 69-86

22. Smolander M. Electrochemical aldose detection with PQQ-dependent aldose dehydrogenase: Dissertation for the degree of doctor of technology. Espoo. 1995. 55 pages.

23. Chen M., Diao G. Electrochemical study of mono-6-thio-P-cyclodextrin/ferrocene capped on gold nanoparticles: Characterization andapplication to the design of glucose amperometric biosensor // Talanta. 2009.Vol. 80. № 2. P. 815-820

24. Qiu J.-D., Deng M.-Q., Liang R.-P. and Xiong M. Ferrocene-modified multiwalled carbon nanotubes as building block for construction of reagentless enzyme-based'biosensors // Sensors and Actuators B: Chemical. 2008. Vol. 135. № 1. P. 181-187

25. Tkac J., Vostiar I., Sturdik E., Gemeiner P., Mastihuba V. and Annus J. Fructose biosensor based on D-fructose dehydrogenase immobilised on a ferrocene-embedded cellulose acetate membrane // Analytica Chimica Acta. 2001.VoL 439. № l.P. 39-46

26. Bean L.S., Heng L.Y., Yamin B.M. and Ahmad M. Photocurable ferrocene-containing poly(2-hydroxyl ethyl methacrylate) films for mediated amperometric glucose biosensor // Thin Solid Films. 2005. Vol. 477. № 1-2. P. 104-110

27. Deppenmeier U., Hoffmeister M., Prust C. Biochemistry and biotechnological application of Gluconobacter strains // Applied Microbiology and Biotechnology. 2002. № 60. P. 233 242

28. Giridhar R., Srivastava A.K. Model based constant feed fedbatch 1-sorbose production process for improvement in 1-sorbose productivity // Chemical and Biochemical Engineering Quarterly. 2000. № 14. P. 133-140

29. Boudrant J. Microbial processes for ascorbic acid biosynthesis: a review. Enzyme and Microbial Technology. 1990. № 12. P. 322-329

30. Schedel M. Regioselective oxidation of aminosorbitol with Gluconobacter oxydans, a key reaction in the industrial synthesis of 1-deoxynojirimycin // Biotechnology. 2000. Biotransformations. Kelly, D.R., Ed. Wiley-VCH, Weinheim. P. 296-311

31. Claret C., Bories A., Soucaille P. Glycerol inhibition of growth and dihydroxyacetone production by Gluconobacter oxydans II Current Microbiology. 1992. № 25. P. 149-155

32. Weenk G., Olijve W., Harder W. Ketogluconate formation by Gluconobacter species // Applied Microbiology and Biotechnology. 1984. № 20. P. 400-405

33. De Ley, Gillis M., Swings J. The genus Gluconobacter II In: Krieg N.R., Holf J.G. (eds) Bergey's manual of systematic bacteriology. 1984. Vol. 1. P. 267-278

34. Matsushita K., Toyama H., Adashi O. Respiratory chains and bioenergetics of acetic acid bacteria // Advances in Microbial Physiology. 1994. № 36. P. 247-301

35. Klasen R., Bringer-Meyer S., Sahm H. Biochemical characterization and sequence analysis of the gluconate: NADP 5-oxidoreductase gene from Gluconobacter oxydans II The Journal of Bacteriology. 1995. № 177. P. 2637-2643

36. Choi E.S., Lee E.H., Rhee S.K. Purification of membrane-bound sorbitol dehydrogenase from Gluconobacter suboxydans II Microbiology Letters. 1995. № 125. P. 45-50

37. Adachi O., Toyama H., Matsushita K. Crystallne NADPH-dependent D-mannitol dehydrogenase from Gluconobacter suboxydans II Bioscience, Biotechnology, and Biochemistry. 1999. № 63. P. 402-407

38. Hoshito T., Sugisawa T., Fujiwara A. Isolation and characterization of NAD(P)-dependent L-sorbosone dehydrogenase from Gluconobacter melanogenus UV10 // Agricultural and Biological Chemistry. 1991. № 55. P. 665-670

39. Sugisawa T., Ojima S., Matzinger P.K., Hoshitino T. Isolation and characterization of a new vitamin C producing enzyme (L-gulonolactone dehydrogenase) of bacterial origin // Bioscience, Biotechnology, and Biochemistry. 1995. № 59. P. 190-196

40. Shinagawa E., Matsushita K., Adachi O., Ameyama M. Selective production of 5-keto-B-gluconate by Gluconobacter oxydans II Journal Perm. Technology. 1983. № 61. P. 359-363

41. Pronk J.T., Levering P.R., Olijve W., Van Dijken J.P. Role of NADP-dependent and quinoprotein glucose dehydrogenases in gluconic acid production by Gluconobacter oxydans II Enzyme and Microbial Technology. 1989. № 11. P. 160-164

42. Ameyama M., Shinagawa E., Matsushita K., Adachi O. B-glucose dehydrogenase of Gluconobacter suboxydans Solubilization, purification and characterization // Agricultural and Biological Chemistry. 1981. № 45. P.851-861

43. Hommel R., Ahnert P. Gluconobacter. In: Encyclopedia of Food Microbiology. Robinson R., Batt C., Patel P. Eds., Academic Press, London. 2000. P. 955-961

44. Velizarov S., Beschkov V. Biotransformation of glucose to free gluconic acid by Gluconobacter oxydans-. substrate and product inhibition situations // Process Biochemistry. 1998. № 33. P. 527-534

45. Velizarov S., Beschkov V., Georgieva T. Inhibitory effects of gluconic acid on glucose oxidation by Gluconobacter II Comptes Rendus de I'Academie Bulgare des Sciences. 1997. № 50. P. 63-66

46. Gupta A., Singh V. K., Qazi G.N., Kumar A. Gluconobacter oxydans: Its biotechnological applicacations // Journal of Molecular Microbiology and Biotechnology. 2001. № 3. P. 445-456

47. Sonoyama T., Tani H., Matsuda K., Kageyama B., Tanimoto M., Kobayashi K., Yagi S., Kyotani H., Mitsushima K. Production of 2-keto-L-gulonic acid from B-glucose by 2-stage fermentation // Applied and Environmental Microbiology. 1982. № 43. P. 1064-1069

48. Grindley J.F., Payton M. A., Vandepol H., Hardy K. G. Conversion of glucose to 2-keto-L-gulonate, an intermediate in L-ascorbate synthesis, by a recombinant strain of Erwinia citreus // Applied and Environmental Microbiology. 1988. № 54. P. 1770-1775 '

49. Reshetilov A.N., Donova M.V., Dovbnya D.B., Boronin A.M., Lethers T.D., Greene R.V. FET-microbial sensor for xylose detection based on Gluconobacter oxydans cells // Biosensors and Bioelectronics. 1996. № 11. P. 401-408

50. Reshetilov A.N., Iliasov P.V., Donova M.V., Dovbnya D.B., Boronin A.M., Lethers T.D., Greene R.V. Evaluation of a Gluconobacter oxydans whole cell biosensor for amperometric detection of xylose // Biosensors and Bioelectronics. 1997. № 12. P. 241-247

51. Tkac J., Gemeiner P., Svitel J., Benikovsky T., Sturdik E., Vala V., Petrus L., Hrabarova E. Determination of total sugars in lignocellulose hydrolysate by a mediated Gluconobacter oxydans biosensor // Analítica Chimica Acta. 2000. № 420. P. 1-7

52. Toyama H., Mathews F.S., Adachi O., Matsushita K. Quinohemoprotein alcohol dehydrogenases: structure, function, and physiology // Archives of Biochemistry and Biophysics. 2004. № 428. P. 10-21

53. McNeil B., Harvey L. Energy well spent on prokaryotic genome // Nature Biotechnology. 2005. № 23. P. 186-187

54. Prust C., Hoffmeister M., Liesegang H., Wiezer A., Fricke W., Ehrenheich A., Gottschalk G., Deppenmeier U. Complete genome sequence of acetic acid bacterium Gluconobacter oxydans II Nature Biotechnol. 2005. № 23. P. 195-200

55. Tkac J., Navratil M., Sturdik E., Gemeiner P. Monitoring of dihydroxyacetone production during oxidation of glycerol by immobilized Gluconobacter oxydans cells with an enzyme biosensor // Enzyme and Microbial Technology. 2001. № 28. P. 383-388

56. Valach M., Katrlik J., Sturdik E., Gemeiner P. Ethanol Gluconobacter biosensor designed for flow injection analysis. Application in ethanolfermentation off-line monitoring // Sensors and Actuators B. 2009. 138. P. 581-586

57. Lee S.A., Choi Y., Jung S.H., Kim S. Effect of initial carbon sources on the electrochemical detection of glucose by Gluconobacter oxydans II Bioelectrochemistry. 2002. № 57. P. 173-178

58. Lusta K.A., Reshetilov A.N. Physiological and biochemical features of Gluconobacter oxydans and prospect of their use in biotechnology and biosensor system (review) // Applied Biochemistry and Microbiology. 1998. № 34. P. 307-320

59. Vostiar I., Ferapontova E.E., Gorton L. Electrical «wiring» of viable Gluconobacter oxydans cells with a flexible osmium redo polyelectrolyte // Electrochemistry Communications. 2004. № 6. P. 621-626

60. Tkac J., Svitel J., Novak R., Sturdik E. Triglyceride assay by amperometric microbial biosensor: Sample hydrolysis and kinetic approach // Analytical Letters. 2000. № 33. P. 2441-2452

61. Tuncagil S., Odaci D., Varis S., Timur S. and Toppare L. Electrochemical polymerization of l-(4-nitrophenyl)-2,5-di(2-thienyl)-l H-pyrrole as a novel immobilization platform for microbial sensing // Bioelectrochemistry. 2009. Vol. 76. № 1-2. P. 169-174

62. Tkac J., Vostiar I., Gemeiner P., Sturdik E. Monitoring of ethanol during fermentation using a microbial biosensor with enhanced selectivity // Bioelectrochemistry. 2002. № 56. P. 127-129

63. Арляпов B.A., Понаморева O.H., Алферов B.A., Рогова Т.В., Блохин И.В., Чепкова И.Ф., Решетилов А.Н. Микробные биосенсоры для экспресс-определения БПК сточных вод предприятий пищевой промышленности. Вода: Химия и Экология. 2008. №3. С. 20-22

64. Takayama K. Mediated electrocatalysis at a biocatalyst electrode based on a bacterium Gluconobacter industrius II Journal of Electroanalytical Chemistry. 1993. №356. P. 295-301

65. Adachi O., Tayama K., Shinagawa E., Matsushita K., Ameyama M. Purification and characterization of particulate alcohol dehydrogenase from Gluconobacter oxydans II Agricultural and Biological Chemistry. 1978. №. 42. P. 2045-2056

66. Adachi O., Tayama K., Shinagawa E., Matsushita K., Ameyama M. Purification and characterization of membrane-bound aldehyde dehydrogenase from Gluconobacter oxydans II Agricultural and Biological Chemistry. 1980. №. 44. P. 503-515

67. Ameyama M., Shinagawa E., Matsushita K., Adachi O. D-fructose dehydrogenase of Gluconobacter industrius: purification, characterization, and application to enzymatic microdetenination of D-fructose // Journal of Bacteriogy. 1981. № 5. P. 814- 823

68. Shinagawa E., Matsushita K., Adachi O., Ameyama M. D-gluconate dehydrogenase, 2-keto-D-gluconate yielding, from Gluconobacter -dioxyacetonicus -purification and characterization // Agricultural and Biological Chemistry. 1984. № 48. P. 1517-1522

69. Gluconobacter suboxydans var a II Agricultural and Biological Chemistry. 1982. №46. P. 135-141

70. Hoshino T., Sugisawa-T., Masako S., Tomiyama N., Miyazaki T. Membrane-bound D-sorbitol dehydrogenase of Gluconobacter suboxydans IFO 3255 enzymatic and genetic characterization // Biochimica et Biophysica Acta. 2003. № 1647. P. 278-288

71. Ameyama M., Shinagawa E., Matsushita K., Adachi O. Solubilization, purification and properties of membrane bound glycerol dehydrogenase from Gluconobacter industries II Agricultural and Biological Chemistry. 1985. №. 49. P. 1001-1010

72. Lapenaite I., Kurtinaitiene B., Marcinkeviciene L., Bachmatova I., Laurinavicius V., Ramanavicius A. An enzymatic sensor for the analysis of glycerol in beverages //Chemical Papers. 2001. № 55. P. 345-349

73. Razumiene J., Niculescu M., Ramanavicius A., Laurinavicius V., Csoregi E. Direct bioelectrocatalysis at carbon electrodes modified with quinohemoprotein alcohol dehydrogenase from Gluconobacter sp. 33 // Electroanalysis. 2002. № 14. P. 43-49

74. Laurinavicius V., Razumiene J., Ramanavicius A., Ryabov A.D. Wiring of PQQ-dehydrogenases // Biosensors and Bioelectronics. 2004. № 20. P. 1217-1222

75. Malinauskas A., Kuzmarskyte J., Meskys R., Ramanavicius A. Bioelectrochemical sensor based on PQQ-dependent glucose dehydrogenase // Sensors and Actuators B: Chemical. 2004. № 100. P. 387-394

76. Tkac J., Vostiar I., Gemeiner P., Sturdik E. Stabilization of ferrocene leakage by physical retention in a cellulose acetate membrane. Fructose biosensor//Bioelectrochemistry. 2002. № 55. P. 149-151

77. Aizawa M., Yabuki S., Shinohara* H., Ikariyama Y. Electrically regulated biocatalytic processes of redox enzymes embedded in conducting polymer membrane // Annals of the New York Academy of Sciences. 1990. №. 613. P. 827-83

78. Begum A., Kobatake E., Suzawa T., Ikariyama Y., Aizawa M. New electroanalytical interface for fabricating a fructose dehydrogenase-based sensing system // Analytica Chimica Acta. 1993. №. 280. P. 31-36

79. Treu B.L., Minteer S.D. Isolation and purification of PQQ-dependent lactate dehydrogenase from Gluconobacter and use for direct electron transfer at carbon and gold electrodes // Bioelectrochemistry. 2008. № 74. P. 73-77

80. Справочник химика. Под ред. Б.П.Никольского. Том III. JL: Химия. 1965. с. 169-171

81. Пустовалова JI.M.' Практикум по биохимии. Ростов-на-Дону: Феникс, , 1999. - 544 с.

82. Smolander M., Buchert J., Viikari L. Large-scale applicable purification and characterization of a membrane bound PQQ-dependent dehydrogenase // Biotechnology. 1993. № 29. P. 287-297

83. Tkac J., Svitel J., Vostiar I., Navratil M., Gemeiner P. Membrane-bound dehydrogenases from Gluconobacter sp.: Interfacial electrochemistry and direct bioelectrocatalysis // Bioelectrochemistry. 2009. № 76. P. 53-62

84. Луста K.A., Решетилов A.H. Физиолого-биохимические особенности Gluconobacter oxydans и перспективы использования в биотехнологии и биосенсорных системах // Прикладная биохимия и микробиология. 1998. Т. 34. № 4. С. 339-353

85. Laurinavieius V., Razumiene J., Kurtinaitiene В., Gureviene V., Marcinkeviciene L., Bachmatova I. Comprative characterization of soluble and membrane-bound PQQ-glucose dehydrogenases // Biologija. 2003. №2. P. 31-34

86. Okochi M., Matsunaga T. Electrochemical sterilization of bacteria using graphite electrode modified with adsorbed ferrocene // Electrochimica Acta. 1997. V. 42. № 20-22. P. 3247-3250

87. Ikeda Т., Kurosaki Т., Takayama К., Капо K. Measurements of oxidoreductase-like activity of intact bacterial cells by an amperometric method using a membrane-coated electrode // Analytical Chemistry. 1996. V. 68. P. 192-198

88. Бабкина E.E. Кинетические закономерности функционирования медиаторных биосенсоров на основе бактерий Gluconobacter oxydans: Дисс. канд. хим. наук. Тула. 2006. 129 с.

89. Варфоломеев С.Д., Гуревич К.Г. Биокинетика: Практический курс. М.: Фаир-Пресс, 1999. 720 с.

90. Islami М., Shabani A., Saifi-Abolhassan М., Sepehr S., Soudi M.R., Mossavi-Nejad S.Z. Purification and characterization of alcoholdehydrogenase from Gluconobacter suboxydans II Pakistan Journal of Biological Sciences. 2008. № 11. P. 208-213

91. Арляпов B.A., Асулян Л.Д., Власова Ю.А., Ануфриев М.А., Блохин И.В., Карташова Т.Д. Иммобилизация клеток Gluconobacter oxydans для создания стабильных рецепторных элементов биосенсоров // Известия ТулГУ. Серия Химия. 2006. Вып. 6. С. 137 -144

92. Чигринова Е.Ю., Бабкина Е.Е., Понаморева О.Н., Алферов В.А., Решетилов А.Н. Микробные биосенсоры на основе производных ферроцена и бензохиноиа, применяемых в качестве медиаторов // Сенсорные системы. 2007. Т. 21. № 3. С. 262-268

93. Ввозная H. Ф. Химия воды и микробиология. М.: Высш. школа, 1979.-361 с.

94. Hikuma М., Suzuki Н., Yasuda Т., Karube I., Suzuki S. Amperometric estimation of BOD by using living immobilized yeasts // European Journal of Applied Microbiology and Biotechnology. 1979. № 8. P. 289-297

95. Nomura Y., Chee G. J., Karube I. Biosensor technology for determination of BOD // Field Analytical Chemistry and Technology. 1998. № 2. P. 333-340

96. Riedel K., Kunze G., Konig A. Microbial sensors on a respiratory basis for wastewater monitoring // Advances in biochemical engineering/biotechnology. 2002. 75. P. 81-118

97. Yoshida N., Yano K., Morita Т., McNiven S. J., Nakamura H. and Karube I. A mediator-type biosensor as a new approach to biochemical oxygen demand estimation // The Analyst. 2000. 125. P. 2280-2284

98. Yoshida N., Hoashi J., Morita Т., McNiven S. J., Nakamura H., and Karube I. Improvement of a mediator-type biochemical oxygen demand sensor for onsite measurement // Journal of Biotechnology. 2001. №. 88. P. 269-275

99. Richardson N., Gardner S., Rawson D. A chemically mediated amperometric biosensor for monitoring eubacterial respiration // Journal of Applied Bacteriology. 1991. № 70. P. 422-426

100. Pasco N., Baronian K., Jeffries C., Hay J. Biochemical mediator demand a novel rapid alternative for measuring biochemical oxygen demand // Applied Microbiology and Biotechnology. 2000. 53. P. 613-618

101. Pasco N., Baronian K., Jeffries C., Webber J., Hay J. MICREDOX -development of a ferricyanide-mediated rapid biochemical oxygen demand method using an immobilized Proteus vulgaris biocomponent // Biosensors and Bioelectronics. 2004. № 20. P.524-532

102. Morris K., Zhao H., and John R. Ferricyanide-mediated microbial reactions for environmental, monitoring // Australian Journal of Chemistry. 2005. № 58. P. 237-245

103. Гармаш А.В., Сорокина Н.М. Метрологические основы аналитической химии (электронная версия). URL: http://lib.ololo.cc/b.usr/A.V.GarmashMetrologicheskieosnovyianalitic heskoyhimii.pdf