Физиология, биохимия и биоэнергетика галофильных и алкалофильных ацетогенных бактерий тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 03.00.07, кандидат биологических наук Деткова, Екатерина Николаевна

• Деткова, Екатерина Николаевна
• кандидат биологических наук
• 2003

Оглавление диссертации кандидат биологических наук Деткова, Екатерина Николаевна

страница

ВВЕДЕНИЕ

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Физиология, биохимия и биоэнергетика галофильных и алкалофильных ацетогенных бактерий»

Актуальность темы. Ацетогенные бактерии представляют собой группу облигатных анаэробов, использующих ацетил-КоА-путь Вуда-Льюигдала как механизм для восстановительного синтеза ацетата из СОг, для накопления энергии и синтеза клеточного углерода. Они присутствуют повсеместно в аноксических местах обитания, играя важную роль в глобальном цикле углерода. В настоящее время известно около 100 видов из следующих 18 родов [Drake et al., 2002]: Acetitomaculum, Acetobacterium, Acetohalobium, ^ Acetonema, Butyribacterium, Caloramator, Clostridium, Eubacterium, Holophaga, Moorella,

Natroniella, Oxobacter, Ruminococcus, Sporomusa, Syntrophococcus, Thermoacetogenium, Thermoanaerobacter, Treponema. Ацетогены - филогенетически очень разобщенная группа бактерий, которые различаются по морфологии, по наличию, форме и локализации спор, по подвижности и типу жгутикования, по физиологическим и биохимическим характеристикам. Они имеют высокий биотехнологический потенциал как продуценты уксусной кислоты при анаэробных ферментациях углеводов или при восстановлении оксидов углерода. Ацетогенные бактерии являются метаболически гибкими анаэробами, и способны к трансформации разнообразных органических субстратов, таких как углеводы, спирты, органические кислоты, ароматические соединения, а также к использованию Н2 и СОг, что определяет их участие в различных микробных сообществах. В процессе гетеротрофного роста АТФ может синтезироваться в достаточных количествах на уровне субстратного фосфорилирования. При автотрофном росте синтез ацетата из СОг, когда Н2 является донором электронов, должен быть сопряжен с синтезом АТФ за счет электрон-транспортного фосфорилирования по хемиосмотическому механизму. Необходимым условием электрон-транспортного фосфорилирования является присутствие мембран-связанных переносчиков электронов и донорно-акцепторной системы, а также АТФ-синтазы.

К началу наших исследований у ряда ацетогенов были найдены цитохромы, менахиноны и Fe-S-бглки [Gottwald et al., 1975; Yang et al., 1980; Elliott and Ljungdahl, 1982; Hugenholtz and Ljungdahl, 1989]. Показано, что ключевые ферменты ацетил-КоА-пути -гидрогеназа, СО-дегидрогеназа/ацетил-КоА-синтаза и формиатдегидрогеназа - являются мембран-связанными [Ljungdahl, 1994]. АТФ-синтаза FiFo-типа была подробно изучена у Moorella thermoacetica [Mayer et al., 1986]. Thermoanaerobacter kivui, Ruminococcus productus и Acetobacterium woodii отличаются от других исследованных ацетогенов зависимостью от Na+ для метаболической активности [Geerligs et al., 1989; Heise et al., 1989; Yang and Drake, 1990]. Однако, физиология, биохимия и энергетический метаболизм ацетогенов из экстремальных мест обитания не изучены, поскольку такие местообитания до последнего времени не исследовались в достаточной степени на наличие процессов ацетогенеза и соответствующих микроорганизмов.

Исследование микробных сообществ из экстремальных мест обитания представляет большой интерес с естественно-научной точки зрения для понимания функционирования биосферы прошлого. В связи с этим в лаборатории микробных сообществ ИНМИ РАН было исследовано галофильное микробное сообщество из цианобактериальных матов лагун Арабатской стрелки, расположенных на восточном побережье озера Сиваш. В результате был выделен ряд первичных и вторичных анаэробов, участвующих в разложении органического вещества, среди которых - первый представитель галофильных ацетогенов Асе1оИа1оЫит агаЪайсит, способен развиваться в области солености от 10 до 25 % [Жилина и Заварзин, 1990]. Изучение анаэробного пути деградации органических веществ в содовом озере Магади (Кения) привело к описанию ряда новых родов, вовлеченных, главным образом, в ацетогенез. В связи с этим представилась возможность для изучения ранее неисследовавшихся алкалофильных ацетогенов. Большой интерес представляет изучение механизмов адаптации микроорганизмов, и в том числе ацетогенов, к экстремальным условиям окружающей среды.

Цель и задачи работы. Целью работы было изучение особенностей физиологии, биохимии и биоэнергетики ацетогенных бактерий, выделенных из высокоминерализованных мест обитания.

В связи с этим были поставлены следующие задачи:

1. Описание первых облигатно галоалкалофильных ацетогенных бактерий ЫМготеНа асейщепа и ЫШгоптсо1а Ы5й(Ипо\огаю, выделенных из содового озера Магади.

2. Изучение механизмов адаптации галофильных и алкалофильных ацетогенных бактерий к экстремальным условиям окружающей среды, таким как осмотический стресс и высокие значения рН, включая: а) определение внутриклеточных концентраций ионов 1С1" и СГ у алкалофильных и галоалкалофильных ацетогенов. б) исследование ключевых ферментов метаболизма ацетогенных бактерий и их способности функционировать в средах с высоким содержанием солей и при высоких значениях рН.

3. Исследование компонентов цепи переноса электронов у экстремально галофильной ацетогенной бактерии АсеЮка1оЫит агаЪайсит.

4. Изучение роли окислительного фосфорилирования и ионных градиентов в энергетическом метаболизме галофильных и алкалофильных ацетогенных бактерий при использовании различных энергетических субстратов.

Научная новизна. Проведено сравнительное изучение первых представителей ацетогенных бактерий из высокоминерализованных мест обитания. Исследованы и описаны галоалкалофильные ацетогенные бактерии из озера Магади, которые составили два новых рода и вида: Иа^отеПа асе1'щепа деп.поу., Бр.поу. является первым алкалофильным ацетогеном в порядке На1апаегоЫа1ез; АТШгоптсо1а Ь'Ш'кИпохогат §еп.поу., Бр.поу. — первый алкалофильный представитель в кластере XI грамположительных бактерий с низким содержанием Г+Ц порядка Ооэ^сНакз. Получены балансовые уравнения разложения основных субстратов. Изучена экофизиология N. асе^епа при различных значениях рН среды и различных сочетаниях ЫаС1, ЫагСОз/МаНСОз, которые характерны для содовых озер.

Обнаружены сходные стратегии адаптации к осмотическому стрессу, возникающему в присутствии высоких концентраций солей: накопление высоких внутриклеточных концентраций ионов Ка+ и СГ у галоалкалофильной N. асе^епа и умеренно алкалофильной галотолерантной ацетогенной бактерии ТМаШа magadieюis, и способность всех исследованных ферментов экстремофильных ацетогенов функционировать в средах с высоким содержанием солей. Впервые обнаружена периплазматическая гидрогеназа у облигатно галофильной ацетогенной бактерии АсеЮка1оЫит агаЪайсит и показано, что ее активность стимулируется в присутствии высоких концентраций №С1 и КС1, вплоть до насыщающих.

Показано, что одним из способов адаптации микроорганизмов к высокощелочным средам является способность их ферментов функционировать при высоких значениях рН.

Впервые проведено сравнительное изучение роли окислительного фосфорилирования и ионных градиентов в энергетическом метаболизме галофильных и алкалофильных ацетогенов. Ингибиторный анализ показал, что данные микроорганизмы используют разные механизмы запасания энергии в ходе ацетогенеза — электрон-транспортное или субстратное фосфорилирование, в зависимости от используемого энергетического субстрата.

Научно-практическая значимость. Полученные результаты расширяют наши представления о разнообразии, функционировании и значении ацетогенов в природе. Галофильные и алкалофильные бактерии представляют интерес для биотехнологических исследований, связанных с применением солеустойчивых и устойчивых к высоким значениям рН ферментов.

Апробация работы. Отдельные материалы диссертации были представлены на 7-м Международном Симпозиуме по микробному росту на С [-соединениях (Уорвик, Великобритания, 1992), на 5-й конференции Российской Федерации "Новые направления в биотехнологии" (Пущино, 1992), на 5-ой международной конференции "Молекулярная биология гидрогеназ" (Альбертвилль, Франция, 1997), на международном симпозиуме "Водородный метаболизм азотрофных и анаэробных бактерий" (Умеа, Швеция, 1998), на школе-конференции "Горизонты физико-химической биологии" (Пущино, 2000), а также на конкурсах научных работ Института Микробиологии РАН.

Публикации. По теме диссертации опубликовано 7 статей, 4 тезиса, 1 статья находится в печати.

Структура и объем диссертации. Диссертационная работа изложена на 124 страницах машинописного текста и состоит из введения, обзора литературы, материалов и методов исследования, экспериментальной части, заключения, выводов и списка используемой литературы. Работа содержит 36 рисунков, 14 таблиц и 5 фотографий. Список литературы содержит 181 публикацию.

Заключение диссертации по теме «Микробиология», Деткова, Екатерина Николаевна

ВЫВОДЫ

1. Описаны в соавторстве первые представители алкалофильных ацетогенных бактерий, изолированные из содового озера Магади (Кения) - Ата1готе11а aceíigena, новый род порядка На1апаегоЫа1ез и ЫШготпсо1а ЫзИсИпоуогат, новый род порядка С1о5ШсПа1ез, развивающиеся в высокоминерализованных средах при рН от 8 до 10,5.

2. Изученные анаэробные эубактерии - экстремально галоалкалофильная N. асеС^епа и умеренно алкалофильная галотолерантная Т. та%ас1\ет1$, поддерживают высокие внутриклеточные концентрации ионов и СГ, зависящие от содержания ЫаС1 в среде, что позволяет этим организмам сбалансировать внутреннее осмотическое давление с внешней высокоминерализованной окружающей средой. Внутриклеточный К+ вносит относительно низкий вклад в достижение осмотического баланса между клетками и окружающей средой.

3. Показано, что внутриклеточные ферменты у исследованных галофильных и галоалкалофильных ацетогенов толерантны к присутствию высоких концентраций солей Ыа+. Результаты, полученные на примере N. асе1щепа и Т. magadiensis согласуются с основной гипотезой о том, что галоанаэробы и некоторые другие представители галофильных анаэробных эубактерии физиологически адаптированы к осмотическому стрессу, возникающему в присутствии высоких концентраций солей, за счет ферментов, которые функционируют при высокой внутриклеточной концентрации соли. Установлена способность ключевых ферментов алкалофильных ацетогенов функционировать при высоких значениях рН, что является одним из способов адаптации бактерий к высокощелочным средам.

4. Впервые для ацетогенных бактерий установлено наличие периплазматической гидрогеназы у экстремально галофильного Асе1оИа1оЫит агаЬаНсит, активность которой стимулируется в присутствии высоких концентраций солей - ЫаС1 и КС1, вплоть до насыщающих. Наличие периплазматической гидрогеназы может свидетельствовать о специфической адаптации этого организма к низким уровням растворенного водорода в гиперсоленых водоемах.

5. Установлено, что экстремально галофильная ацетогенная бактерия А. агаЬаНсит осуществляет восстановление СОг до ацетата по ацетил-КоА-пути Вуда-Льюнгдала при участии гидрогеназы, СО-дегидрогеназы, АТФ-синтазы, системы Ка+/Н+-антипорта, корриноидных белков, фолатов и флавина.

6. Показано, что в зависимости от используемого энергетического субстрата и специфики метаболизма галофильные и алкалофильные ацетогены используют разные механизмы запасания энергии в ходе ацетогенеза - электрон-транспортное или субстратное фосфорилирование, и Н+-градиенты через мембрану. ЫаТН антипорт является универсальным механизмом для создания ионных градиентов поддержания рН-гомеостаза у алкалофилов.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ.

Проведенное исследование показало, что ацетогенные бактерии достаточно широко распространены в природе и могут быть обнаружены даже в таких экстремальных местах обитания, как содовые озера Африки. Выделенные бактерии представляют собой новые таксоны, катаболические возможности которых очень ограничены. Трофические потребности Natroniella acetigena сориентированы в направлении лактата и этанола, продуктов первичных анаэробов, например, таких как алкалофильные спирохеты из озера Магади. Определенные свойства, такие как ограниченное число потребляемых субстратов, низкая способность к спорообразованию и быстрый лизис в чистой культуре указывают на то, что N. acetigena полностью удовлетворяет требованиям, чтобы развиваться как член кооперативного сообщества. Natronincola histidinovorans является представителем алкалофильных и умеренно галофильных организмов протеолитического пути в анаэробном сообществе в содовом озере. Ростовые характеристики этой бактерии в области рН-щелочность-соленость, соответствуют природным условиям в озере Магади.

Общим свойством всех галофильных бактерий является необходимость NaCl для роста, а также их способность расти в присутствии высоких концентраций солей. Рост экстремально галофильной ацетогенной бактерии Acetohalobium arabaticum специфически зависит от ионов натрия. Ионы калия и лития, уравненные по молярному содержанию, не заменяют натрий. Рост полностью отсутствовал, когда среда содержала только соли лития или калия. Однако, было замечено, что LÍ2SO4 может частично заменять NaCl, если в среде присутствует не менее 1.54 М NaCl и 0.4 М LÍ2SO4. В отличие от A. arabaticum, NaCl, NaBr, Nal, NaNOí, Na2S04, KC1, KBr, KI и KNO3 (1 M) способны удовлетворить потребность в солях для роста умеренно галофильной бактерии Micrococcus varians ssp. halophilus. Примечательно, что этот галофил обнаружил обильный рост в среде, содержащей 3.0 М (31 %) NaBr или 3.5 М (30 %) NaN03 [Kamekura and Onishi, 1982]. В настоящей работе показано, что минимальное количество NaCl, необходимое для роста A. arabaticum не является постоянным, а может изменяться в зависимости от состава среды. Оно снижается с 1.71 М (10 %) в обычной комплексной среде [Жилина и Заварзин, 1990] до 1.54 М (9%) в присутствии 0.4 М LÍ2SO4. Изменение минимального количества NaCl в зависимости от различных условий характерно для многих галофильных бактерий. Например, минимальное количество NaCl, необходимое для роста умеренно галофильной бактерии Vibrio costicola, может быть уменьшено от 0.5 М до 0.3 М, если общую молярную концентрацию раствора среды увеличить от 0.5 М до 1.0 М добавлением эквимолярного количества сахарозы или глицерина [Adams et al., 1987]. Таким образом, было показано, что NaCl необходим для роста экстремально галофильной ацетогенной бактерии A. arabaticum. Возможно, что Na+ требуется для генерации Ыа+-градиента через цитоплазматическую мембрану, а также для первичной дыхательной внешней натриевой помпы [Ventosa et al., 1998].

В данной работе показано, что изученные анаэробные эубактерии - экстремально галоалкалофильная N. acetigena и умеренно алкалофильная галотолерантная T. magadiensis -поддерживают высокие внутриклеточные концентрации ионов Na+ и СГ, которые увеличиваются при увеличении количества NaCl в среде, что позволяет этим организмам сбалансировать внутреннее осмотическое давление с внешней высокоминерализованной окружающей средой. Внутриклеточные концентрации ионов Na+ и СГ у N. acetigena и Т. magadiensis близки к тем, которые характерны для других анаэробных галофилов [Oren 1986b; Rengpipat et al., 1988]. Внутриклеточные концентрации солей у аэробных галофильных архебактерий и некоторых галофильных анаэробных эубактерий зависят от внешних концентраций солей. Внутриклеточная концентрация хлорида обычно поддерживается на уровне, эквивалентном концентрации хлорида в окружающей среде, а внутриклеточная концентрация натрия несколько ниже, либо практически равна его внешней концентрации. Кроме того, для галофильных архебактерий также характерно накопление высоких внутриклеточных концентраций ионов К+, которые в несколько раз превышают их содержание в среде [Lanyi, 1974; Martin et al., 1999]. Показано, что у N. acetigena и Т. magadiensis внутриклеточные концентрации ионов Na+ являются достаточно высокими, и намного больше, чем внутриклеточные концентрации ионов К+, а внутриклеточные и внеклеточные концентрации ионов СГ сбалансированы между собой. В данном случае, в противоположность некоторым галофильным архебактериям, внутриклеточный К+ вносит относительно низкий вклад в достижение осмотического баланса между клетками и окружающей средой.

Впервые обнаружена и исследована периплазматическая гидрогеназа у облигатно галофильной ацетогенной бактерии A. arabaticum, которая растет в области солености от 10 до 25% NaCl с оптимумом при 15 — 18%. Периплазматическая гидрогеназа в значительной степени стимулировалась в присутствии высоких концентраций NaCl и КС1 вплоть до насыщающих. При 4,5 M NaCl активность увеличивалась более чем в 5 раз, при 3,54 M КС1 активность увеличивалась более чем в 3 раза. Гидрогеназа, локализованная в цитоплазме, также стимулировались NaCl при концентрациях 1,0-5,2 М. Гидрогеназа является ключевым ферментом энергетического метаболизма, катализирующим обратимую реакцию окисления водорода и ответственного за потребление и выделение водорода у ацетогенов. Локализация гидрогеназы в периплазме была установлена для пресноводных сульфатредуцирующих бактерий рода Desulfovibrio [Badziong and Thauer, 1980], а также для алкалофильного сульфатредуктора Desulfonatromim lacustre [Пушева и др., 1999]. Предполагается ее участие в межвидовом переносе водорода в анаэробных сообществах. Несмотря на достаточно большое количество работ, связанных с изучением внутри- и внеклеточных ферментов галофильных бактерий, данные о гидрогеназах практически отсутствуют. Изучение ряда ферментов в бесклеточных экстрактах умеренно галофильной эубактерии Halobacteroides acetoethylicus показало увеличение активности гидрогеназы на 60% от ее максимальной активности в присутствии высоких значений солей. Однако при концентрации NaCl выше 2,3 М активность фермента подавлялась [Rengpipat et al., 1988]. Нужно отметить, что активность гидрогеназы A. arabaticum достигала максимальных значений при насыщающих концентрациях солей в отличие от фермента из умеренно галофильной бактерии Н. acetoethylicus, что может быть связано с адаптацией этой бактерии к среде с более умеренными концентрациями соли (оптимум для роста при 10% NaCl). Наличие периплазматической гидрогеназы у А. arabaticum может свидетельствовать о специфической адаптации этого организма к низким уровням растворенного водорода в гиперсоленых водоемах.

Для сравнительного изучения действия солей на ферменты А. arabaticum исследованы активности внутриклеточных катаболитных ферментов — СО-дегидрогеназы, глутамат- и лактатдегидрогеназы в зависимости от NaCl. Установлено увеличение активности глутаматдегидрогеназы на 52% при концентрации соли 1,7 М и активности лактатдегидрогеназы на 58% в присутствии 5,2 М NaCl. Максимальная активность СО-дегидрогеназы наблюдалась при 1 М NaCl. Таким образом, активности внутриклеточных ферментов так же как и периплазматический фермент, зависят от насыщающих концентраций NaCl. Абсолютная потребность в NaCl и устойчивость ферментов А. arabaticum к высоким концентрациям солей аналогична другим представителям галоанаэробов [Oren 1986b; Rengpipat et al., 1988].

Результаты ингибиторного анализа позволяют предполагать, что автотрофный рост А. arabaticum сопряжен с синтезом АТФ за счет электрон-транспортного фосфорилирования по хемиосмотическому механизму при участии АТФазы FiFo-типа, что согласуется с данными, полученными для других ацетогенов - A. woodii, М. thermoacetica и М. thermoautotrophica [Müller and Gottschalk, 1994; Ljungdahl, 1994]. В процессе гетеротрофного роста АТФ синтезируется на уровне субстратного фосфорилирования. Как следует из полученных данных, использование А. arabaticum триметиламина, также как других испытанных субстратов, зависит от ApNa и ДрН. Установлено, что у A.woodii синтез АТФ сопряжен как с ApNa, так и с ДрН [Heise et al., 1991]. Таким образом, как показал ингибиторный анализ, А. arabaticum использует разные механизмы запасания энергии в течение ацетогенеза, в зависимости от используемого энергетического субстрата.

При исследовании цепи переноса электронов в клетках Acetohalobiiim cirabaticum был идентифицирован флавопротеин; цитохромы и хиноны не были обнаружены. Также были обнаружены корриноидные соединения, являющиеся главными кофакторами ацетогенных бактерий и участвующие в ряде окислительно-восстановительных реакций, а также в образовании -С-С- связи при синтезе ацетата через ацетил-КоА-путь. Таким образом, было показано, что при автотрофном росте экстремально галофильной бактерии A. arabaticum восстановление СОг до ацетата происходит с использованием пути Вуда-Льюнгдала при участии гидрогеназы, СО-дегидрогеназы, АТФ-синтазы, системы Ыа+/Н+-антипорта, корриноидных белков, фолатов и флавинов. Этот организм можно отнести ко второй группе ацетогенов (с A. woodii a R. producías как модельными организмами) в отношении их энергетики [Müller and Gottschalk, 1994].

Культуры галоалкалофильных ацетогенных бактерий Naíroniella acetigena и Natronincola histidinovorans и галотолерантной умеренно алкалофильной ацетогенной бактерии Tindallici magadiensis обладали высокими активностями СО-дегидрогеназы в грубых экстрактах. СО-дегидрогеназа является одним из ключевых ферментов нециклического ацетил-КоА-пути Льюнгдала-Вуда, который используется ацетогенными бактериями для восстановления СОг до ацетата. Т. magadiensis также обладала высокой гидрогеназной активностью, которая катализировала образование Нг как побочного продукта на большинстве используемых субстратов. Изученные ферменты N. acetigena, Natr. histidinovorans и Т. magadiensis оказались солетолерантными, хотя значительно различались по их чувствительности к специфическим концентрациям солей. Активности гидрогеназы и СО-дегидрогеназы Т. magadiensis были оптимальны в отсутствии NaCl. Несмотря на угнетение NaCl, оба фермента функционировали при концентрациях до 4,3 М. Уровень активности гидрогеназы оставался примерно постоянным в области концентраций от 0 до 1,2 М №НСОз, в то время, как активность СО-ДГ была оптимальной при 0,25 М NaHC03. СО-ДГ N. acetigena и Natr. histidinovorans были активны в присутствии от 0 до 4,1 М NaCl. Однако, фермент N. acetigena имел оптимальную активность при 0,7 М этой соли, а уровень активности фермента Natr. histidinovorans оставался примерно постоянным при всех исследуемых концентрациях. ЫаНСОз угнетал активность СО-ДГ Natr. histidinovorans, но практически не оказывал влияния на фермент N. acetigena.

Таким образом, результаты проведенного исследования показали, что ферменты изученных галофильных и галоалкалофильных ацетогенов достаточно толерантны к присутствию высоких концентраций солей. Это подтверждает основную гипотезу о том, что галоанаэробы и некоторые представители галофильных анаэробных эубактерий [Oren, 1999] физиологически адаптированы к высоким концентрациям солей за счет ферментов, которые функционируют при высокой внутриклеточной концентрации соли. Хотя галоанаэробы относятся к эубактериям, они имеют некоторое физиологическое и биохимическое сходство с галофильными архебактериями, которые используют аналогичную стратегию приспособления к соленой среде ("salt-in" - стратегия) [Oren, 1999]. В клетках, использующих эту стратегию для осмотической адаптации, все ферменты и структурные клеточные компоненты приспосабливаются к присутствию высоких концентраций солей, чтобы обеспечить должное функционирование внутриклеточного ферментативного аппарата.

При изучении энергетического метаболизма галоалкалофильных ацетогенных бактерий было показано, что окисление энергетических субстратов N. aceíigena (лактат, этанол) и Natr. hisíidinovorans (гистидин) сопряжено с генерацией АТФ через электрон-транспортное фосфорилирование по хемиосмотическому механизму при участии АТФазы. В отличие от N. aceíigena, нейтрофильный галоанаэроб A. arabaíicum на среде с лактатом не чувствителен к ДЦКД и сбраживание лактата сопровождается фосфорилированием на субстратном уровне. Угнетение роста, ацетогенеза и синтеза АТФ в присутствии ДЦКД наблюдалось у A. arabaticum и Т. kivui только в условиях автотрофного роста на средах с Нг + СО2 [Yang and Drake, 1990]. N. aceíigena и Natr. hisíidinovorans продемонстрировали существенно различные способы приспособления к экстремальным условиям среды. Галоанаэроб N. aceíigena относится к самостоятельной филогенетической ветви порядка Halanaerobiales, и ее приспособление к щелочной среде основано на активном энергетическом механизме. Ее можно рассматривать как галофила, приспособившегося к щелочной среде. Напротив, представитель иной филогенетической ветви "клостридиев с низким Г+Ц", Natr. hisdidinovorans, оказался истинным алкалофилом, не претерпевающим дезинтеграции при блокировании энергетических процессов.

На основании проведенных исследований можно предполагать, что энергетический метаболизм галотолерантной умеренно алкалофильной ацетогенной бактерии Tindallia magadiensis основан, как на использовании натриевого цикла, так и протонного градиента. Из результатов ингибиторного анализа также следует, что Т. magadiensis использует разные механизмы запасания энергии в течение ацетогенеза, в зависимости от используемого энергетического субстрата.

Показано, что изученные ферменты алкалофильных ацетогенов крайне устойчивы к высоким значениям pH, подобно ферментам из других алкалофильных микроорганизмов [Horikoshi, 1999]. Таким образом, можно заключить, что одним из способов адаптации микроорганизмов к высокощелочным средам является способность их ферментов функционировать при высоких значениях рН.

Список литературы диссертационного исследования кандидат биологических наук Деткова, Екатерина Николаевна, 2003 год

1. Бонч-Осмоловская Е.А., И .Я. Веденина, Г. А. Заварзин. 1988. Гиперсоленые лагуны озера Сиваш и анаэробная деструкция органического вещества в галофильных цианобактериальных матах. Микробиология 57(3):442-449.

2. Венецкая С.Л., Л.М. Герасименко. 1988. Электронно-микроскопическое изучение микроорганизмов в галофильном цианобактериальном сообществе. Микробиология 57(3):450-457.

3. Герасименко Л.М., A.B. Дубинин, Г.А. Заварзин. 1996. Алкалофильные цианобактерии содовых озер Тувы и их экофизиология. Микробиология 65:844-849.

4. Герасименко Л.М., В.К. Некрасова, В.К. Орлеанский, С.Л. Венецкая, Г.А. Заварзин. 1989. Первичная продукция галофильных цианобактериальных сообществ. Микробиология 58(3):507-514.

5. Горленко В.М., Е.И. Компанцева, С.А. Коротков H.H. Пучкова, A.C. Савичев. 1984. Условия развития и видовой состав фототрофных бактерий в соленых мелководных водоемах Крыма. Известия АН СССР, Серия биология, 3:362-374.

6. Дубинин A.B., Л.М. Герасименко, Г.А. Заварзин. 1992а. Азотфиксация цианобактерии Microcoleus chthonoplastes из гиперсоленых лагун оз. Сиваш. Микробиология 61(5):852-857.

7. Дубинин A.B., Л.М. Герасименко, Г.А. Заварзин. 1995. Экофизиология и видовое многообразие цианобактерий озера Магади. Микробиология 64(6):845-849.

8. Дубинин A.B., Л.М. Герасименко, С.Л. Венецкая, М.В. Гусев. 19926. Отсутствие роста цианобактерии Microcoleus chthonoplastes в чистой культуре. Микробиология 61(1):57-63.

9. Жилина Т.Н. 1983. Новая облигатно галофильная метан-образующая бактерия. Микробиология 52(3):375-382.

10. Ю.Жилина Т.Н., В.В. Кевбрин, A.M. Лысенко, Г.А. Заварзин. 1991. Сахаролитические анаэробы в галофильном цианобактериальном мате. Микробиология 60(1): 139-147.

11. П.Жилина Т.Н., Г.А. Заварзин. 1987. Methanohalobium evestigatus, п. gen., п. sp., экстремально галофильная метаногенная архебактерия. Доклады Академии Наук СССР 293:464-468.

12. Жилина Т.Н., Г.А. Заварзин. 1990. Новая экстремально галофильная гомоацетатная бактерия Acetohalobium arabaticum gen. nov., sp. nov. Доклады АН СССР, 311:745-747.

13. Жилина Т.Н., Е.С. Гарнова, Т.П. Турова, H.A. Кострикина, Г.А. Заварзин. 2001а. Halonatromim saccharophilum gen. nov., sp. nov. новая галоалкалофильная бактерия пор. Halanaerobiales из озера Магади. Микробиология 70:77-85.

14. Жилина Т.Н., Е.С. Гарнова, Т.П. Турова. 20016. Amphibacillus fermentum sp. nov., Amphibacillus tropicus sp. nov. новые алкалофильные и факультативно анаэробные сахаролитические бациллы из озера Магади. Микробиология 70:825-837.

15. Заварзин Г.А. 1993. Эпиконтинентальные содовые водоемы как предполагаемые реликтовые биотопы формирования наземной биоты. Микробиология 62(5):789-800.

16. Заварзин Г.А., JI.M. Герасименко, Т.Н. Жилина. 1993. Цианобактериальные сообщества гиперсоленых лагун Сиваша. Микробиология 62(6): 1113-1126.

17. Заварзин Г.А., Т.Н. Жилина, В.В. Кевбрин. 1999. Алкалофильное микробное сообщество и его функциональное разнообразие. Микробиология 68(5):579-599.

18. Заварзин Г.А., Т.Н. Жилина, Е.В. Пикута. 1996. Вторичные анаэробы в галоалкалофильных сообществах озер Тувы. Микробиология 65(4):546-553.

19. Заварзин Г.А., Т.Н. Жилина. 2000. Содовые озера природная модель древней биосферы континента. Природа 2:45-55.

20. Звягинцева И.С., А.Л. Тарасов. 1987. Экстремально галофильные бактерии из засоленных почв. Микробиология 56:839-844.

21. Исаченко Б.Л. 1952. Избранные труды. Т.2. С.169.

22. Кевбрин В.В., A.B. Дубинин, Г.А. Осипов. 1991. Осморегуляция у морской цианобактерии Microcoleus chthonoplastes. Микробиология 60(4):596-600.

23. Кевбрин В.В., A.M. Лысенко, Т.Н. Жилина. 1997. Физиология алкалофильного метаногена Z-7936, нового штамма Methanosalsus zhilinae, выделенного из озера Магади. Микробиология 66:315-320.

24. Кевбрин В.В., Т.Н. Жилина, Г.А. Заварзин. 1995. Физиология галофильной гомоацетатной бактерии Acetohalobiiim arabaticum. Микробиология 64(2): 165-170.

25. Компанцева Е.И. 1985. Несерные пурпурные бактерии в бентосных микробиальных сообществах: Диссертация канд.биол.наук. М.: ИНМИ АН СССР.

26. Коренман И.М. 1970. Фотометрический анализ. Методы определения органических соединений. Москва: Химия.

27. Пикута Е.В., A.M. Лысенко, Т.Н. Жилина. 1997. Распространение Desulfonatronovibrio hydrogenovorans в содовых озерах Тувы. Микробиология 66:262-268.

28. Пикута Е.В., Т.Н. Жилина, Г.А. Заварзин, H.A. Кострикина, Г.А. Осипов, Ф.А. Рейни. 1998. Desulfonatromim lacustre gen. nov., sp. nov.-новая алкалофильнаясульфатвосстанавливающая бактерия, использующая этанол. Микробиология 67:123131.

29. Питрюк А.В., М.А. Пушева. 2001. Различие ионной специфичности синтеза АТФ у экстремально алкалофильных сульфатредуцирующих и ацетогенных бактерий. Микробиология 70:459-464.

30. Пушева М.А., Т.Г. Соколова. 1995. Распределение активностей СО-дегидрогеназы при СО-зависимом и пируватзависимом росте анаэробной термофильной карбоксидотрофной бактерии Carboxydothermus hydrogenoformans. Микробиология 64:581-586.

31. Пушева М.А., Ю.Ю. Берестовская, Н.П. Бородулина. 1989. Влияние никеля на метаболизм гомоацетогенных бактерий. Микробиология 58:206-210.

32. Пушева М.А., А.В. Питрюк, Ю.Ю. Берестовская. 1999. Особенности метаболизма экстремально алкалофильных сульфатредуцирующих бактерий Desulfonatronum lacustre и Desulfonatronovibrio hydrogenovorans. Микробиология 68:651-663.

33. Симанькова М.В., Г.А. Заварзин. 1992. Анаэробное разложение целлюлозы в озере Сиваш и гиперсоленых лагунах Арабатской косы. Микробиология 61(2):288-293.

34. Скулачев В.П. 1989. Биоэнергетика: мембранные преобразователи энергии.- М. Высшая школа.

35. Слободкин А.И., Г.А. Заварзин. 1992. Образование метана в галофильных цианобактериальных матах лагун оз. Сиваш. Микробиология 61(2):294-298.

36. Сорокин Д.Ю., А.М. Лысенко, Л.Л. Митюшина. 1996. Выделение и характеристика алкалофильных хемоорганотрофных бактерий, окисляющих восстановленные неорганические серные соединения до тетратионата. Микробиология 65:370-383.

37. Троценко Ю.А., В.Н. Хмеленина. 2002. Особенности биологии и осмоадаптации галоалкалофильных метанотрофов. Микробиология 71(2): 149-159.

38. Хмеленина В.Н., М.Г. Калюжная, Ю.А. Троценко. 1997. Физиолого-биохимические особенности галоалкалофильного метанотрофа. Микробиология 66:437-443.

39. Adams M.W.W., L.E. Mortenson, and J.S. Chen. 1981. Hydrogenases. Biochimica et Biophysica Acta 594:105-176.

40. Adams R., J. Bygraves, M. Kogut, N.J. Russell. 1987. The role of osmotic effects in haloadaptation of Vibrio costicola. Journal of General Microbiology 133:1861-1870.

41. Andreesen J.R., and L.G. Ljungdahl. 1973. Formate dehydrogenase of Clostridium thermoaceticim: Incorporation of selenium-75, and the effects of selenite, molybdate, and tungstate on the enzyme. Journal of Bacteriology 116:867-873.

42. Avetisyan A.V., P.A. Dibrov, A.L. Semeykina, V.P. Skulachev, M.V. Sokolov. 1991. Adaptation of Bacillus FTU and Escherichia coli to alkaline conditions: the Na+-motive respiration. Biochimica et Biophysica Acta 1098:95-104.

43. Badziong W. and R.K. Thauer. 1980. Vectorial electron transport in Desulfovibrio vulgaris (Marburg) growing on hydrogen plus sulfate as sole energy source. Archives of Microbiology 125(1-2): 167-174.

44. Bengis-Garber C., and D.J. Kushner. 1981. Purification and properties of 5-nucleotidase from the membrane of Vibrio costicola, a moderately halophilic bacterium. Journal of Bacteriology 146:24-32.

45. Bergmeyer H.U. 1963. Methods of Enzymatic Analysis, p. 1064. New York: Academic Press.

46. Bischoff J.L., D.B. Herbst, and R.J. Rosenbauer. 1991. Gaylussite formation at Mono Lake, California, USA. Geochimica et Cosmochimica Acta 55:1743-1747.

47. Braun M., F. Mayer and G. Gottschalk. 1981. Clostridium aceticum (Wieringa), a microorganism producing acetic acid from molecular hydrogen and carbon dioxide. Archives of Microbiology 128:288-293.

48. Callaway T.R. and J.B. Russell. 1999. Selection of a highly monensin-resistant Prevotella bryantii subpopulation with altered outer membrane characteristics. Applied and Environmental Microbiology 65(11):4753-4759.

49. Clark J.E., and L.G. Ljungdahl. 1984. Purification and properties of 5,10-methylenetetrahydrofolate reductase, an iron-sulfur flavoprotein from Clostridium formicoaceticum. Journal of Biological Chemistry 259:10845-10849.

50. Clark J.E., S.W. Ragsdale, L.G. Ljungdahl, and J. Wiegel. 1982. Levels of enzymes involved in the synthesis of acetate from CO2 in Clostridium thermoautotrophicum. Journal of Bacteriology 151(l):507-509.

51. Das A. and L.G. Ljungdahl. 2000. Acetogenesis and acetogenic bacteria, v.l, p. 18-27. In: Lederberg J. (ed.), Encyclopedia of microbiology, New-York: Academic Press.

52. Dennis P.P., and L.C. Shimmin. 1997. Evolutionary divergence and salinity-mediated selection in halophilic archaea. Microbiology and Molecular Biology Reviews 61(1):90-104.

53. Dibrov P.A., V.A. Kostyrko, R.L. Lazarova, V.P. Skulachev, I.A. Smirnova. 1986. The sodium cycle. I. Na+-dependent motility and modes of membrane energization in the marine alkalotolerant Vibrio alginolyticus. Biochimica et Biophysica Acta 850:449-457.

54. Drake H.L. 1982. Demonstration of hydrogenase in extracts of the homoacetate-fermenting bacterium Clostridium thermoaceticum. Journal of Bacteriology 150:702-709.

55. Drake H.L. 1994. Acetogenesis, acetogenic bacteria, and the acetyl-CoA "Wood/Ljungdahl" pathway: past and current perspectives, p.3-60. In: Drake H.L. (ed.), Acetogenesis, New-York-London: Chapman and Hall.

56. Drake H.L., K. Kusel and C. Matthies. 2002. Ecological consequences of the phylogenetic and physiological diversities of acetogens. Antonie van Leeuwenhoek 81:203-213.

57. Drake H.L., S.L. Daniel, K. Kusel, C. Matthies, C. Kühner, and S. Braus-Stromeyer. 1997. Acetogenic bacteria: what are the in situ consequences of their diverse metabolic versatilities? Biofactors 6(1): 13-24.

58. Elliott J.I. and L.G. Ljungdahl. 1982. Isolation and characterization of an Feg-Sg ferredoxin (ferredoxin II) from Clostridium thermoaceticum. Journal of Bacteriology 151:328-333.

59. Fagerbakke K.M., S. Norland, M. Heldal. 1999. The inorganic ion content of native aquatic bacteria. Canadian Journal of Microbiology 45:304-311.

60. Farakas A.G. and K. Kokai. 1971. Extraction, purification, and separation of tissue flavins for spectrophotometric determination. In: Colowick S.P., N.O. Kaplan (eds.), Methods in Enzymology V, XVIII. Part B, p. 385. London-New York: Academic Press.

61. Fischer F., R. Lieske and K. Winzer. 1932. Biologische Gasreaktionen. II. Uber die Bildung von Essigsaure bei der biologischen Umsetzung von Kohlenoxyd und Kohlensaure mit Wasserstoff zu Methan. Biochemistry 245:2-12.

62. Fontaine F.E., W.H. Peterson, E. McCoy, M.J. Johnson and G.J. Ritter. 1942. A new type of glucose fermentation by Clostridium thermoaceticum n. sp. Journal of Bacteriology 43:701715.

63. Fontecilla-Camps J.C., M. Frey, E. Garcin, C. Hatchikian, Y. Montet, C. Piras, X. Vernede, and A. Volbeda. 1997. Hydrogenase: A hydrogen-metabolizing enzyme. What do the crystal structures tell us about its mode of action? Biochimie 79(11):661-666.

64. Galinski E.A., and R.M. Herzog. 1990. The role of trehalose as a substitute for nitrogen-containing compatible solutes (Eciolhiorhodospira halochloris). Archives of Microbiology 153:607-613.

65. Garnova E.S., T.N. Zhilina, T.P. Tourova, A.M. Lysenko. Anoxynalromtm sibiricum gen. nov., sp. nov. alkaliphilic saccharolytic anaerobe from cellulosolytic community of Nizhnee Beloe (Transbaikal region). Extremophiles, in press.

66. Geerligs G., P. Schonheit and G. Diekert. 1989. Sodium dependent acetate formation from CO2 in Peptostreptococcusproductus (strain Marburg). FEMS Microbiology Letter 57:253258.

67. Gottschalk G. 1989. Bioenergetics of methanogenic and acetogenic bacteria, p. 383-396. In: H.G.Schlegel and B. Bowien (ed.), Autotrophic bacteria. Science Tech Publishers, Madison, Wis.

68. Gottwald M., J.R. Andreesen, J. LeGall and L.G. Ljungdahl. 1975. Presence of cytochrome and menaquinone in Clostridium formicociceticum and Clostridium thermoaceticum. Journal of Bacteriology 122:325-328.

69. Grant W.D. and B.E. Jones. 2000. Alkaline environments, v.l, p. 126-133. In: Lederberg J. (ed.), Encyclopedia of microbiology, New-York: Academic Press.

70. Grant W.D., W.E. Mwatha and B.E. Jones. 1990. Alkaliphiles: ecology, diversity and applications. FEMS Microbiology Reviews 75:255-270.

71. Guffanti A.A., R.F. Bornstein, T.A. Krulwich. 1981. Oxidative phosphorylation by membrane vesicles from Bacillus alcalophilus. Biochimica et Biophysica Acta 635:619-630.

72. Hamaide F., D.J. Kushner, and G.D. Sprott. 1983. Proton motive forse and Na+/H+ antiport in a moderate halophile. Journal of Bacteriology 156:537-544.

73. Heise R., J. Reidlinger, V. Muller and G. Gottschalk. 1991. A sodium-stimulated ATP synthase in the acetogenic bacterium Acetobacterium woodii. FEBS 295:119-122.

74. Heise R., V. Muller and G. Gottschalk. 1989. Sodium dependence of acetate formation by the acetogenic bacterium Acetobacterium woodii. Journal of Bacteriology 171(10):5473-5478.

75. Horikoshi K. 1999. Alkaliphiles: some applications of their products for biotechnology. Microbiology and Molecular Biology Reviews 63(4):735-750.

76. Hu S.I., E. Pezacka, and H.G. Wood. 1984. Acetate synthesis from carbon monoxide by Clostridium thermoaceticum. Purification of the corrinoid protein. The Journal of Biological Chemistry 259:8892-8897.

77. Hugenholtz J. and L.G. Ljungdahl. 1989. Electron transport and electrochemical proton gradient in membrane vesicles of Clostridium thermoautotrophicum. Journal of Bacteriology 171(5):2873-2875.

78. Imhoff J.F. 1986a. Survival strategies of microorganisms in extreme saline environments. Adv. Space Res. 6(12):299-306.

79. Imhoff J.F. 1986b. Osmoregulation and compatible solutes in eubacteria. FEMS Microbiology Reviews 39:57-66.

80. Imkamp F. and V. Muller. 2002. Chemiosmotic energy conservation with Na+ as the coupling ion during hydrogen-dependent caffeate reduction by Acetobacterium woodii. Journal of Bacteriology 184(7): 1947-1951.

81. Jones B.E., W.D. Grant, A.W. Duckworth and G.G. Owenson. 1998. Microbial diversity of soda lakes. Extremophiles 2:191-200.

82. Jones B.F., H.P. Eugster and S.L. Rettig. 1977. Hydrochemistry of the lake Magadi basin, Kenya. Geochimica et Cosmochimica Acta 41:53-72.

83. Kamekura M. 1986. Production and function of enzymes of eubacterial halophiles. FEMS Microbiology Reviews 39:145-150.

84. Kamekura M. and H. Onishi. 1982. Cell-associated cations of the moderate halophile Micrococcus varians spp. halophilus grown in media of high concentrations of LiCl, NaCl, KC1, RbCl or CsCl. Canadian Journal of Microbiology 28:155-161.

85. Kerby R. and J.G. Zeikus. 1983 . Growth of Clostridium thermoaceticum on H2/CO2 or CO as energy source. Current Microbiology 8:27-30.

86. Kevbrin V.V. and G.A. Zavarzin. 1992. Effect of sulfur compounds on the growth of the halophilic homoacetic bacterium Acetohalobium arabaticum. Microbiology 61:563-567.

87. Kevbrin V.V., T.N. Zhilina, F.A. Rainey and G.A. Zavarzin. 1998. Tindallia magadii gen. nov., sp. nov.: an alkaliphilic anaerobic ammonifier from soda lake deposits. Current Microbiology 37:94-100.

88. Khmelenina V.N., M.G. Kalyuzhnaya, N.G. Starostina, N.E. Suzina, Yu.A. Trotsenko. 1997. Isolation and characterization of halotolerant alkaliphilic methanotrophic bacteria from Tuva soda lakes. Current Microbiology 35:257-261.

89. Kitada M., A.A. Guffanti, T.A. Krulwich. 1982. Bioenergetic properties and viability of alkalophilic Bacillus firmus RAB as a function of pH and Na+ contents of the incubation medium. Journal ofBacteriology 152(3): 1096-1104.

90. Krulwich T.A. and A.A. Guffanti. 1989. Alkalophilic bacteria. Annual Reviews of Microbiology 43:435-463.

91. Krulwich T.A., J. Cheng, A.A. Guffanti. 1994. The role of monovalent cation/proton antiporters in Na+-resistance and pH homeostasis in Bacillus-, an alkaliphile versus a neutralophile. Journal of Experimental Biology 196:457-470.

92. Krulwich T.A., M. Ito, A.A. Guffanti. 2001. The Na+-dependence of alkaliphily in Bacillus. Biochimica et Biophysica Acta 1505:158-168.

93. Krulwich T.A., M. Ito, D.B. Hicks, R. Gilmour, A.A. Guffanti. 1998. pH homeostasis and ATP synthesis: studies of two processes that necessitate inward proton translocation in extremely alkaliphilic Bacillus species. Extremophiles 2(3):217-222.

94. Krulwich T.A., M. Ito, R. Gilmour, M.G. Sturr, A.A. Guffanti, D.B. Hicks. 1996. Energetic problems of extremely alkaliphilic aerobes. Biochimica et Biophysica Acta 1275:21-26.

95. Kushner D.J. 1986. Molecular adaptation of enzymes, metabolic systems and transport systems in halophilic bacteria. FEMS Microbiology Reviews 39:121-127.

96. Lang E. and H. Lang. 1972. Spezifische Farbreaktion zum direkten Nachweis der Ameisensaüre. Fresenius'Z Anal. Chem. 260:8-10.

97. Lanyi J.K. 1974. Salt-dependent properties of proteins from extremely halophilic bacteria. Bacteriological Reviews 38(3):272-290.

98. Lanyi J.K., and R.E. MacDonald. 1976. Existence of electrogenic hydrogen ion/sodium ion antiport in Halobacterium halobium cell envelope vesicles. Biochemistry 15(21):4608-4614.

99. Larsen, H. 1962. Halophilism, p. 297-342. In I.C. Gunsalus and R.Y. Stanier (ed.), The bacteria, vol. 4. Academic Press, Inc., New York.

100. Larsen, H. 1986. Halophilic and halotolerant microorganisms an overview and historical perspective. FEMS Microbiology Reviews 39:3-7.

101. Liaw H.J., and R.A. Mah. 1992. Isolation and characterization of Haloanaerobacter chitinovorans gen. nov., sp. nov., a halophilic, anaerobic, chitinolytic bacterium from a solar saltern. Applied and Environmental Microbiology 58:260-266.

102. Ljungdahl L.G. 1986. The autotrophic pathway of acetate synthesis in acetogenic bacteria. Annual Reviews of Microbiology 40:415-450.

103. Ljungdahl L.G. 1994. The acetyl-CoA parthway and the chemiosmotic generation of ATP during acetogenesis, p.63-87. In: Drake H.L. (ed.), Acetogenesis, New-York-London: Chapman and Hall.

104. Lovell C.R., A. Przybyla, and L.G. Ljungdahl. 1988. Cloning and expression in Escherichia coli of the Clostridium thermoaceticum gene encoding thermostable formyltetrahydrofolate synthetase. Archives of Microbiology 149:280-285.

105. Lowe S.E., M.K. Jain, and J.G. Zeikus. 1993. Biology,ecology, and biotechnological applications of anaerobic bacteria adapted to environmental stresses in temperature, pH, salinity, or substrates. Microbiological Reviews 57:451-509.

106. Lowry O.H., N.J. Rosenbrough, A.L. Farr, R.J. Rendall. 1951. Protein measurement with the Folin phenol reagent. Journal of Biological Chemistry 193:265-275.

107. Lundie L.L.Jr., and H.L. Drake. 1984. Development of a minimally difined medium for the acetogen Clostridium thermoaceticum. Journal of Bacteriology 149:700-703.

108. Margesin R., and F. Schinner. 2001. Potential of halotolerant and halophilic microorganisms for biotechnology. Extremophiles 5:73-83.

109. Martin D.D., A.C. Rose, and M.F. Roberts. 1999. Osmoadaptation in Archaea. Applied and Environmental Microbiology 65(5):1815-1825.

110. Mayer F., D.M. lvey and L.G. Ljungdahl. 1986. Macromolecular organization of Fi-ATPase isolated from Clostridium thermoaceticum as revealed by electron microscopy. Journal of Bacteriology 166(3): 1128-1130.

111. Menon S. and S.W. Ragsdale. 1999. The role of an iron-sulfur cluster in an enzymatic methylation reaction. The Journal ofBiological Chemistry 274(17): 11513-11518.

112. Mitchell P. 1961. Coupling of phosphorylation to electron and hydrogen transfer by a chemiosmotic mechanism. Nature 191:144-148.

113. Ollivier B., P. Caumette, J-L. Garcia, and R.A. Mah. 1994. Anaerobic bacteria from hipersaline environments. Microbiological Reviews 58:27-38.

114. Onishi H., and K. Sonoda. 1979. Purification and some properties of an extracellular amylase from a moderate halophile, Micrococcus halobius. Applied and Environmental Microbiology 38(4):616-620.

115. Oremland R.S., and G.M. King. 1989. Methanogenesis in hipersaline environments, p.180-190. In Y. Cohen and E. Rosenberg (ed.), Microbial mats: physiological ecology of benthic microbial communities. American Society for Microbiology, Washington, D.C.

116. Oren A. 1986a. The ecology and taxonomy of anaerobic halophilic eubacteria. FEMS Microbiology Reviews 39:23-29.

117. Oren A. 1986b. Intracellular salt concentrations of the anaerobic halophilic eubacteria Haloanaerobium praevalens and Halobacleroides halobius. Canadian Journal of Microbiology 32:4-9.

118. Oren A. 1993. Ecology of extremely halophilic microorganisms, p. 25-53. In R.H. Vreeland and L.I. Hochstein (ed.), The biology of halophilic bacteria. CRC Press, Inc., Boca Raton, Fla.

119. Oren A. 1999. Bioenergetic aspects of halophilism. Microbiology and Molecular Biology Reviews 63(2):334-348.

120. Oren A. 2002. Diversity of halophilic microorganisms: environments, phylogeny, physiology, and applications. Journal of Industrial Microbiology and Biotechnology 28:5663.

121. Oren A., and L. Mana. 2002. Amino acid composition of bulk protein and salt relationships of selected enzymes of Salinibacter ruber, an extremely halophilic bacterium. Extremophiles 6:217-223.

122. Oren A., and P. Gurevich. 1993. The fatty acid synthetase of Haloanaerobium praevalens is not inhibited by salt. FEMS Microbiology Letter 108:287-290.

123. Oren A., M. Heldal, S. Norland, and E.A. Galinski. 2002. Intracellular ion and organic solute concentrations of the extremely halophilic bacterium Salinibacter ruber. Extremophiles 6:491-498.

124. Pezacka E. and H.G. Wood. 1984. Role of carbon monoxide dehydrogenase in the autotrophic pathway used by acetogenic bacteria. Proc. Natl. Acad. Sci. USA 81:6261-6265.

125. Pezacka E. and H.G. Wood. 1986. The autotrophic pathway of acetogenic bacteria. Role of CO dehydrogenase disulfide reductase. The Journal of Biological Chemistry 261(4): 1609-1615.

126. Pfenning N. and K.D. Lippert. 1966. Über das Vitamin B-Bedürfnis phototropher Schwefelbakterien. Archives of Microbiology 55:245-246.

127. Ragsdale S.W. 1997. The Eastern and Western branches of the Wood/Ljungdahl pathway: how the East and West were won. BioFactors 6:3-11.

128. Ragsdale S.W. and H.G. Wood. 1985. Acetate biosynthesis by acetogenic bacteria. The Journal of Biological Chemistry 260(7):3970-3977.

129. Reidlinger J. and V. Müller. 1994. Purification of ATP synthase from Acetobacterium woodii and identification as a Na(+)-translocating FiF0-type enzyme. European Journal of Biochemistry 223:275-283.

130. Rengpipat S., S.E. Lowe, and J.G. Zeikus. 1988. Effect of extreme salt concentrations on the physiology and biochemistry of Halobacteroides acetoethylicus. Journal of Bacteriology 170(7):3065-3071.

131. Robertson D.E., D. Noll, M.F. Roberts, J.A.G.F. Menaia, and DR. Boone. 1990. Detection of the osmoregulator betaine in methanogens. Applied and Environmental Microbiology 56(2):563-565.

132. Robertson D.E., M. Lai, R.P. Gunsalus and M.F. Roberts. 1992. Composition, variation, and dynamics of major osmotic solutes in Methanohalophilus strain FDF1. Applied and Environmental Microbiology 58(8):2438-2443.

133. Russell W.K. and P.A. Lindahl. 1998. C0/C02 Potentiometrie titrations of carbon monoxide dehydrogenase from Clostridium thermoaceticum and the effect of C02. Biochemistry 37:10016-10026.

134. Sadler M., M. McAninch, R. Alico, and L.I. Hochstein. 1980. The intracellular Na+ and K+ composition of the moderately halophilic bacterium, Paracoccus halodenitrificans. Canadian Journal of Microbiology 26:496-502.

135. Salvarrey M.S., and J.J. Cazzulo. 1980. Some properties of the NADP-specific malic enzyme from the moderate halophile Vibrio costicola. Canadian Journal of Microbiology 26:50-57.

136. Schäfer G., M. Engelhard, and V. Müller. 1999. Bioenergetics of the Archaea. Microbiology and Molecular Biology Reviews 63(3):570-620.

137. Shanmugasundaram T. and H.G. Wood. 1992. Interaction of ferredoxin with carbon monoxide dehydrogenase from Clostridium thermoaceticum. The Journal of Biological Chemistry 267(2):897-900.

138. Shanmugasundaram T., S.W. Ragsdale, and H.G. Wood. 1988. Role of carbon monoxide dehydrogenase in acetate synthesis by the acetogenic bacterium, Acetobacterium woodii. BioFactors 1(2): 147-152.

139. Skulachev V.P. 1985. Membrane-linked energy transductions. Bioenergetic functions of sodium: H+ is not unique as a coupling ion. European Journal of Biochemistry 151(2): 199-208.

140. Sleator R.D., and C. Hill. 2001. Bacterial osmoadaptation: the role of osmolytes in bacterial stress and virulence. FEMS Microbiology Reviews 26:49-71.

141. Slonczewski J.L. 2000. pH Stress, v.3, p.625-632. In: Lederberg J. (ed.), Encyclopedia of microbiology, New-York: Academic Press.

142. Smigan P., A. Majernik, M. Greksak. 1994. Na+-driven ATP synthesis in Methanobacterium thermoautotrophicum and its differentiation form H+-driven ATP synthesis by rhodamine 6G. FEBS Letter 347:190-194.

143. Sorokin D.Yu., B.E. Jones, J.G. Kuenen. 2000. An obligate methylotrophic, methane-oxidizing Methylomicrobium species from a highly alkaline environment. Extremophiles 4(3): 145-155.

144. Speelmans G., B. Poolman and W.N. Konings. 1995. Na+ as coupling ion in energy transduction in extremophilic Bacteria and Archaea. World Journal of Microbiology and Biotechnology 11:58-70.

145. Strunk O. and W. Ludwig. 1995. ARB a software environment for sequence data. Department of Microbiology, Technical University ofMunich, Munich, Germany.

146. Talibart R., M. Jebbar, G. Gouesbet, S. Himdi-Kabbab, H. Wroblewski, C. Blanco, and T. Bernard. 1994. Osmoadaptation in Rhizobia: ectoine-induced salt tolerance. Journal of Bacteriology 176(17):5210-5217.

147. Tanner R.S., L.M. Miller and D. Yang. 1993. Clostridium ljungdahlii sp. nov., and acetogenic species in clostridial rRNA homology group I. International Journal of Systematic Bacteriology 43:232-236.

148. Teunissen M.J., Marras S.A.E., Op den Camp H.J.M., Vogels G.D. 1989. Improved method for simultaneous determination of alcohols, volatile fatty acids, lactic acid or 2,3-butanediol in biological samples. J. Microbiol. Methods 10(4):247-254.

149. Thauer R.K., K. Jungermann and K. Decker. 1977. Energy conservation in chemotrophic anaerobic bacteria. Bacteriological Reviews 41(1): 100-180.

150. Tierney T. 1997. Geology of the Mono Basin. Kutsavi Press, Mono Lake Committee, Lee Vining, California, p. 1-73.

151. Unemoto T., H. Tokuda, M. Hayashi. 1990. Primary sodium pumps and their significance in bacterial energetics. In The Bacteria: A Treatise of Structure and Function, Bacterial Energetics, vol.12 (ed. T.A. Krulwich), pp. 33-54. Orlando: Academic Press.

152. Unemoto T., T. Tsuruoka, M. Hayashi. 1973. Role of Na+ and K+ in preventing lysis of a slightly halophilic Vibrio alginolyticus. Canadian Journal of Microbiology 19:563-571.

153. Veiga M. and F. Gutierrez. 1991. BASIC computer program for the graphic representation of microbial growth curves and batch fermentations. J. Microbiol. Methods 13(l):23-38.

154. Ventosa A., and J.J. Nieto. 1995. Biotechnological application and potentialities of halophilic microorganisms. World Journal of Microbiology and Biotechnology 11:85-94.

155. Ventosa A., J.J. Nieto, and A. Oren. 1998. Biology of moderately halophilic aerobic bacteria. Microbiology and Molecular Biology Reviews 62(2):504-544.

156. Vreeland R.H. and E.L. Martin. 1980. Growth characteristics, effects of temperature, and ion specificity of the halotolerant bacterium Halomonas elongata. Canadian Journal of Microbiology 26:746-752.

157. Wieringa K.T. 1936. Over het verdwijnen van waterstof en koolzuur onder anaerobe voorwaarden. Antonie van Leeuwenhoek 3:263-273.

158. Wolin E.A., M.J. Wolin, R.S. Wolfe. 1963. Formation of methane by bacterial extracts. Journal of Biological Chemistry 238:2882-2886.

159. Wood H.G. 1991. Life with CO or CO2 and H2 as a source of carbon and energy. FASEB Journal 5:156-163.

160. Xu Y., P.J. Zhou, and X.Y. Tian. 1999. Characterization of two novelhaloalkaliphilic archaea Natronorubrum bangense gen. nov., sp. nov., and Natronoritbrumttibetense gen. nov., sp. nov. International Journal of Systematic Bacteriology 49:261-266.

161. Yang H. and H.L. Drake. 1990. Differential effects of sodium on hydrogen- and glucose-dependent growth of the acetogenic bacterium Acetogenium kivui. Applied and Environmental Microbiology 56(l):81-86.

162. Yang S.-S., L.G. Ljungdahl, D.V. DerVartanian and G.D. Watt. 1980. Isolation and characterization of two rubredoxins from Clostridium thermoaceticum. Biochimica et Biophysica Acta 590:24-33.

163. Yumoto I., K. Yamazaki, T. Sawabe, K. Nakano, K. Kawasaki, Y. Ezura and H. Shinano. 1998. Bacillus horti sp. nov., a new gram-negative alkaliphilic bacillus. International Journal of Systematic Bacteriology 48:565-571.

164. Zavarzin G.A. and T.N. Zhilina. 2000. Anaerobic chemotrophic alkaliphiles, p. 191208. In: Seckbach J. (ed.), Journey to diverse microbial worlds. The Netherlands: Kluwer Academic Publishers.

165. Zhilina T.N. and G.A. Zavarzin. 1994. Alkaliphilic anaerobic community at pH 10. Current Microbiology 29:109-112.

166. Zhilina T.N., E.N. Detkova, F.A. Rainey, G.A. Osipov, A.M. Lysenko, N.A. Kostrikina and G.A. Zavarzin. 1998. Natronoincola histidinovorans gen. nov., sp. nov., a new alkaliphilic acetogenic anaerobe. Current Microbiology 37:177-185.

167. Zhilina T.N., G.A. Zavarzin, E.N. Detkova and F.A. Rainey. 1996a. Natroniella acetigena gen. nov., sp. nov., an extremely haloalkaliphilic, homoacetic bacterium: a new member of Haloanaerobiales. Current Microbiology 32:320-326.