Особенности энергетического метаболизма экстремально галоалкалофильных анаэробных прокариот тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 03.00.07, кандидат биологических наук Питрюк, Анастасия Валерьевна

• Питрюк, Анастасия Валерьевна
• кандидат биологических наук
• 2002

Оглавление диссертации кандидат биологических наук Питрюк, Анастасия Валерьевна

страницы

Введение.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Особенности энергетического метаболизма экстремально галоалкалофильных анаэробных прокариот»

Актуальность проблемы. Микробное сообщество содовых эпиконтинентальных озер активно изучается с начала 90-х годов в лаборатории реликтовых микробных сообществ Института микробиологии РАН под руководством Г.А. Заварзина. Экстремально алкалофильное сообщество прокариот может рассматриваться как реликтовый аналог наземной биоты протерозоя [Заварзин, 1993]. Исследование новых экстремально галоалкалофильных анаэробных прокариот, выделенных из содовых озер Африки, Забайкалья и Тувы, представляет большой интерес с точки зрения биоэнергетических проблем, связанных с Ма+-зависимым механизмом рН гомеостаза и регуляцией цитоплазматического рН в течение роста при рН более 9. В условиях щелочных рН и, следовательно, пониженного содержания Н+-ионов в среде, использование протона в качестве сопрягающего иона становится невыгодным. Одним из возможных вариантов адаптации к таким условиям является использование натриевого, калиевого или иного энергетического цикла. В 80-х годах Скулачевым с соавторами, Токуда и Унемото были описаны процессы генерации энергии и использования Na+ -градиента в мембранах морских щелочноустойчивых и умеренно галофильных вибрионов [Tokuda and Unemoto, 1985; Dibrov et al., 1991; Skulachev, 1995]. С другой стороны, у аэробных экстремально алкалофильных бацилл, растущих при рН 11, установлен первичный протонный цикл. Разность рН внутри и вне клетки в таких условиях достигает 3х единиц, однако синтез АТФ осуществляется при участии Н+-транслоцирующей АТФазы [Krulwich et al., 1988]. Натриевый цикл был обнаружен у некоторых нейтрофильных вторичных анаэробов, например у ацетогенов и метаногенов [Müller and Gottschalk, 1994]. Таким образом, изучение новых экстремально галоалкалофильных анаэробных прокариот, различающихся по углеродному метаболизму и способу запасания энергии, расширяет наши представления об использовании различных ионных градиентов в процессах энергетического сопряжения и необходимости системного приспособления к экстремальным условиям существования.

Высокая щелочность содовых озер обуславливает дефицит большинства металлов, в первую очередь двухвалентных катионов - магния и кальция, на фоне большого содержания ионов натрия как доминирующего катиона, и карбоната, бикарбоната и хлорида как доминирующих анионов. В связи с этим представляет принципиальный интерес исследование доступности для бактерий микроэлементов и малорастворимого в таких условиях магния. Кроме этого, обитатели высокоминерализованных содовых озер развиваются в условиях высокой концентрации хлоридов и карбонатов натрия, и следовательно, как и галофилы, должны решать проблему осмотического стресса.

Цель и задачи исследования. Главной целью работы было изучение энергетического и ионного метаболизма у экстремально алкалофильных анаэробных бактерий. Конкретные задачи исследования состояли в следующем:

1. Изучение роли ионных трансмембранных градиентов в метаболизме экстремально алкалофильных ацетогенов, метаногенов, сульфатредукторов и бродилыциков при использовании различных энергетических субстратов.

2. Исследование ионной специфичности синтеза АТФ у экстремально алкалофильных ацетогенных и сульфатредуцирующих бактерий.

3. Изучение внутриклеточного элементного состава экстремально алкалофильных анаэробов.

4. Исследование некоторых ключевых ферментов алкалофильных ацетогенных и сульфатредуцирующих бактерий.

Научная новизна и практическая значимость работы. Впервые проведено сравнительное изучение роли протонного и натриевого циклов в метаболизме новых экстремально алкалофильных анаэробных прокариот. Обнаружены различные стратегии адаптации к условиям щелочного рН и, в некоторых случаях, высокой минерализации у обитателей содовых озер. Показан Независимый синтез АТФ при участии мембрансвязанной АТФазы FjFo-типа у галоалкалофильной ацетогенной бактерии NatronieUa acetigena. Впервые у сульфатредуцирующих бактерий обнаружен процесс мембранного Na+-зависимого синтеза АТФ. Исследован внутриклеточный состав Р, S, К, Са у алкалофильных сульфатредуцирующих и ацетогенных бактерий и изучено влияние рН и ингибиторов энергетического метаболизма на соотношение этих элементов. Показана способность галоалкалофильной N. acetigena накапливать высокие концентрации СГ внутри клетки, что указывает на его осмотическую функцию и возможную роль в поддержании баланса зарядов. Определен внутриклеточный состав микроэлементов у N. acetigena и изучена специфическая потребность данной бактерии в некоторых из них. Впервые исследованы гидрогеназа и карбоангидраза у экстремально алкалофильных N. acetigena и Desulfonatronum lacustre.

Полученные в работе результаты расширяют представления о физиолого-биохимическом разнообразии экстремально гало- и алкалофильных анаэробных бактерий, обитающих в содовых озерах.

Апробация работы. Материалы диссертации докладывались на Международном симпозиуме INTAS (Москва, 1997), на международной студенческой конференции «Ломоносов-1999» (Москва, 1999), на конференции «Проблемы экологии и физиологии микроорганизмов» (Москва, 1999), на школе-конференции «Горизонты физико-химической биологии» (Пущино, 2000), на 3-м международном конгрессе по экстремофилам (Гамбург, Германия, 2000), на конференции «Автотрофные микроорганизмы» (Москва, 2000). На конкурсах научных работ Института микробиологии РАН 1999 и 2000 годов опубликованные работы были премированы.

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 6 печатных работ.

Структура и объем диссертации. Диссертационная работа изложена на 115 страницах машинописного текста и состоит из введения, обзора литературы, материалов и методов исследования, экспериментальной части и выводов. Работа содержит 21 рисунок, 10 таблиц и 1 фото. Список цитируемой литературы включает 103 публикации.

Заключение диссертации по теме «Микробиология», Питрюк, Анастасия Валерьевна

Выводы

1. На основании ингибиторного анализа показано, что энергетический метаболизм изученных экстремально алкалофильных вторичных анаэробов (гомоацетогенов, сульфатредукторов, метаногенов) зависит как от трансмембранного протонного, так и от натриевого электрохимических градиентов, и основан на электрон-транспортном фосфорилировании по хемиосмотическому механизму при участии мембрансвязанных АТФ-синтаз.

2. У сахаролитических алкалофильных анаэробов, растущих при различных оптимумах рН, вклад протонного градиента в энергетический метаболизм и поддержание внутриклеточного рН уменьшается с увеличением степени алкалофилии исследуемых сахаролитиков.

3. Впервые установлено, что алкалофильный сульфатредуктор Desulfonatronum lacustre, в отличие от всех других известных пресноводных и морских сульфатредукторов, использует первичную натриевую помпу - Na+-транслоцирующую АТФазу для синтеза АТФ. Алкалофильный ацетоген Natroniella acetigena, развивающийся при значительно более высокой концентрации Na+ в среде, чем D. lacustre, генерирует однако первичный ДрН+ для синтеза АТФ. Таким образом, алкалофильные анаэробы - обитатели содовых озер, могут использовать для получения энергии как первичную Н+-, так и Ыа+-помпы.

4. Исследование элементного состава клеток алкалофильных анаэробов показало, что деэнергДзация клеток вызывает специфические изменения соотношения P/S, которое можно рассматривать как показатель энергетического статуса клеток. Выброс К из клеток, наблюдаемый при увеличении рН до 9 - 10, может свидетельствовать о его роли в поддержании рН гомеостаза цитоплазмы за счет вторичного К+/Н+-антипортера. Хлорид может использоваться как осмопротектор в клетках N. acetigena. В составе клеток N. acetigena выявлен ряд металлов, необходимых для их жизнедеятельности, причем потребность в Ni и Со абсолютна. Потребность в Mg невелика, однако увеличение его концентрации в среде приводит к стимуляции роста и устойчивости к лизису.

5. Установлено, что D. lacustre, подобно некоторым представителям нейтрофильных сульфатредукторов, используют ацетил-КоА/СО-дегидрогеназный путь фиксации углерода как более энергетически выгодный по сревнению с циклом лимонной кислоты. Впервые установлена возможность функционирования протонного цикла у алкалофильных сульфатредукторов за счет гидрогеназ при щелочных рН.

6. Показано, что клетки N. acetigena и D. lacustre обладают значительной карбоангидразной активностью. У D. lacustre карбоангидраза локализована в цитоплазме, что свидетельствует о ее важной роли в фиксации углерода в ходе ацетил-КоА пути при росте на бикарбонат-ионе в качестве источника углерода при щелочных рН.

Заключение

Результаты ингибиторного анализа энергетического метаболизма экстремально алкалофильных прокариот, проведенного на растущих культурах и клеточных суспензиях, позволяет предположить, что у всех исследованных анаэробов обнаружено сосуществование натриевого и протонного циклов в энергетическом метаболизме. В клетках алкалофильного сульфатредуктора D. lacustre центральное место в метаболизме занимает протонный цикл, но синтез АТФ осуществляется при участии №+-транслоцирующей АТФазы (рис. 20). Возможно, взаимодействие двух циклов осуществляется за счет Na+/H+-антипорта. С другой стороны, в работе показано, что экстремально галоалкалофильный гомоацетоген N. acetigena, растущий при значительно большем содержании Na+ в среде (2 М), использует протонный градиент для синтеза АТФ (рис. 21). Сравнение устойчивости клеток N. acetigena к ингибиторам различных энергетических процессов с другим галоалкалофилом Natr. histidinovorans позволило предположить, что стратегия приспособления N. acetigena к щелочной среде основана на активном энергетическом механизме и данный вид может быть рассмотрен как галофил, вторично приспособившийся к щелочной среде. Энергетический статус клеток N. acetigena и D. lacustre, оцениваемый по внутриклеточному соотношению P/S, зависит от рН среды и достигает максимального значения при оптимальных рН для роста исследуемых организмов. Это же соотношение в клетках алкалофилов изменяется под воздействием ингибиторов энергетического метаболизма, что согласуется с данными по влиянию этих ингибиторов на рост бактерий.

Еще одним фактором адаптации к экстремально алкалофильным условиям среды является использование клеткой ферментов, активность которых максимальна при щелочных рН. Так, нами показано, что активность СО-дегидрогеназы - ключевого фермента ацетил-КоА/СО-дегидрогеназного пути синтеза ацетил-КоА - в безклеточных экстрактах D. lacustre имеет резко выраженный оптимумом при рН 10. СО-дегидрогеназа из D. lacustre локализована во фракции, полученной после лизиса протопластов и в «периплазме» не обнаружена.

Другой фермент, обнаруженный у данного сульфатредуктора - водород-окисляющая гидрогеназа, которая включается в диссимиляторную сульфатредукцию у этих организмов, характеризуется высокой активностью, которая резко возрастает при повышении рН от 8 до 8,5 и незначительно изменяется при дальнейшем увеличении рН до 11. Изучение распределения гидрогеназной активности в клеточных фракциях D. lacustre показало, что активность фермента остается в основном в «периплазме», однако часть активности обнаружена как цитоплазматическая после разрушения протопластов. При этом внутриклеточная гидрогеназа определяется как Ni-содержащая.

Еще одним ферментом, выжным для функционирования прокариотной клетки в условиях высоких рН, является карбоангидраза, осуществляющая обратимую гидратацию бикарбонат-иона. Изучение этого фермента представляет интерес в связи с тем, что в содовых озерах углерод находится преимущественно в форме карбонат и бикарбонат-ионов, поэтому логично предположить, что карбоангидраза важна для фиксации углерода, особенно у тех прокариот, которые используют ацетил-КоА-путь (рис. 20, 21). Активность карбоангидразы в разрушенных клетках ацетогенной бактерии N. acetigena, растущей на этаноле, составляет 3 UE/мг белка, что несколько превышает активность этого фермента у большинства ацетогенов. У алкалофильного сульфатредуктора D. lacustre, также использующего ацетил-КоА путь фиксации углекислоты, активность карбоангидразы в разрушенных клетках при росте на среде с водородом почти в 6 раз больше, чем на среде с формиатом. Измерение активности карбоангидразы в целых клетках, сферопластах и периплазматической фракции D. lacustre показало, что карбоангидраза локализована в основном в цитоплазме клеток данного сульфатредуктора, что подтверждает ее функцию превращения бикарбоната-иона в СОг, который и поступает затем в ацетил-КоА путь фиксации углекислоты (рис. 20).

Показано, что, несмотря на дефицит магния, кальция и микроэлементов в содовых озерах, клетки N. acetigena накапливают значительные их количества, необходимые для функционирования ключевых ферментных систем, что указывает на активный транспорт этих элементов в клетку. Особенно важна роль малорастворимого в щелочных условиях магния для устойчивости к лизису клеток N. acetigena.

Проблема осмоадаптации в клетках N. acetigena, как и у большинства представителей пор. Haloanaerobiales, решается, вероятно, с помощью неорганических осмопротекторов: показано присутствие в клетках большого о количества хлорида и предполагается наь^пление натрия, т.к. калий обнаружен в клетках в незначительных концентрациях. Что касается роли калия в клетках алкалофилов, то на основании результатов данной работы можно предположить участие К+/Н+-антипорта в поддержании рН гомеостаза у N. acetigena и D. lacustre.

Таким образом, в отличие от нейтрофильных микроорганизмов у исследованных алкалофилов обнаружены разнообразные механизмы приспособления к экстремальным условиям среды, связанные с генерацией и использованием энергии, поддержанием рН-гомеостаза и ионным обменом.

На рисунках 20 и 21 представлены предполагаемые схемы энергетического, углеродного и ионного метаболизма у алкалофильных сульфатредуктора D. lacustre и гомоацетогенной бактерии N. acetigena, основанного на функционировании ионных помп, ключевых ферментов, АТФаз, Иа+/Н+-антипорта и систем транспорта металлов.

Периплазма рН 9,5 Н2 Н+ Na+ Me(Co,Ni,Mn, рН8 [СО]

Рис. 20. Предполагаемая схема энергетического, углеродного и ионного метаболизма у алкалофильной гидрогенотрофной сульфатредуцирующей бактерии. КА - карбоангидраза, СО-Дг - СО-дегидрогеназа.

Список литературы диссертационного исследования кандидат биологических наук Питрюк, Анастасия Валерьевна, 2002 год

1. Вайнштейн М.Б. и Лауринавичус К.С., 1988. Учет и культивирование анаэробных бактерий. Пущино - 85с.

2. Вайнштейн М.Б., Гоготова Г.И. и Галушко А.С., 1996. Использование спектральных характеристик цитохрома с в группировании сульфатвосстанавливающих бактерий//Микробиология Т.65. - С.160-164

3. Герасименко Л.М., Дубинин А.В. и Заварзин Г.А., 1996. Алкалофильные цианобактерии содовых озер Тувы и их экофизиология//Микробиология -Т.65.- С.724-729

4. Гусев М.В. и Минеева Л.А., 1992. Микробиология. М.: Издательство МГУ.-289с.

5. Дубинин А.В., Герасименко Л М. и Заварзин Г.А., 1995. Экофизиология и видовое многообразие цианобактерии озера Магади//Микробиология Т.64. - С.845-849

6. Елисеев А.А., Пушева М.А., Заварзин Г.А., Ступперих Э., Быховский В.Я., 1993. Регуляция субстратами роста ферментов биосинтеза витамина В-12 иего метаболизма у микроорганизмов//Доклады Академии Наук Т.331. -С.116-118.

7. Заварзин Г.А., 1992. Биоразнообразие и устойчивость микробного сообщества//Журнал общей биологии Т.53. - С.397-406

8. Заварзин Г.А., 1993. Эпиконтинентальные содовые водоемы как предполагаемые реликтовые биотопы формирования наземной биоты//Микробиология Т.62. - С.789-800

9. Заварзин Г.А., Жилина Т.Н. и Пикута Е.А., 1996. Вторичные анаэробы в галоалкалофильных сообществах озер Тувы//Микробиология Т.65. -С.546-553

10. Заварзин Г.А., Жилина Т.Н., Кевбрин В.В., 1999. Алкалофильное микробное сообщество и его функциональное разнообразие/Микробиология Т.68. -С.579 - 599

11. Ивановский Р.Н., Родова H.A., 1977. Карбоангидразная активность фототрофных бактерий//Микробиология Т.46. - С.409-413.

12. Кевбрин В.В., Лысенко A.M. и Жилина Т.Н., 1997. Физиология алкалофильного метаногена Z-7936, нового штамма Methanosalsus zhilinaeae, выделенного из озера Магади//Микробиология Т.66. - С.315-320

13. Ковда В.А., 1985. Биогеохимия почвенного покрова. М.: Издательство "Наука" - 250 с.

14. Намсараев Б.Б., Жилина Т.Н., Кулырова A.B., Горленко В.М., 1999. Бактериальное образование метана в содовых озерах Юго-Восточного Забайкалья//Микробиология Т.68. - С.671-676

15. Пикута Е.В., Жилина Т.Н., Заварзин Г.А., Кострикина H.A., Осипов Г.А., Рейни Ф.А., 1999. Desulfonatronovibrio lacustre gen. nov., sp. nov. новаяалкалофильная сульфатвосстанавливающая бактерия, использующая этанол //Микробиология. Т.67. - С. 127-135

16. Пушева М.А., Берестовская Ю.Ю., Бородулина Н.П., 1989. Влияние никеля на метаболизм гомоацетатных бактерий//Микробиология. Т.58 - С. 206-211

17. Пушева М.А. и Деткова E.H., 1996. Биоэнергетические аспекты ацетогенеза на разных субстратах экстремофильной галофильной ацетогенной бактерии Acetohalobium arabaticum//Мш^обяокотш Т.65 -С.587-593

18. Самуилов В.Д. и Олескин A.B., 1994. Технологическая биоэнергетика. М.: Издательство МГУ - 185с.

19. Скулачев Б.П., 1989. Биоэнергетика: мембранные преобразователи энергии. М.: Высшая школа - 564с.

20. Турова Т.П., Гарнова Е.С., Жилина Т.Н., 1999. Филогенетическое разнообразие алкалофильных анаэробных сахаролитических бактерий, выделенных из содовых озер//Микробиология Т.68. - С.701-709

21. Угарова H.H., Бровко Л.Ю., Трдатян И.Ю., Райнина Е.И., 1987. Биолюминесцентные методы анализа в микробиологии//Прикладная биохимия и микробиология Т.23. - С. 14-24

22. Хмеленина В.Н., Калюжная М.Г., Троценко Ю.А., 1997. Физиолого-биохимические особенности галоалкалотолерантного метанотрофа//Микробиология Т.66. - С.437-443

23. Bäk F. and Pfennig N., 1987. Chemolithotrophic growth of Desulfovibrio sulfodismutans, sp. nov. by disproportionation of inorganic sulfur compounds//Arch. Microbiol. -V. 147. P. 184-189

24. Becher B. and Muller V., 1994. A//Na+ drives the synthesis of ATP via an

25. A// Na+-translocating FjFo ATP-synthase in membrane vesicules of the archaeon Methanosarcina mazeu Go 1//J. Bacterial. V.174. - P.2543-2550

26. Bikertov S.F., Kasho V.N., Koslov I.A., Mileikovskaya E.I., Ostrovsky D.N., Skulachev V.P., Tikhonova G.V., Tsuprin V.L., 1982. Fi-ATPase from anaerobic bacterium Lactobacillus casei contains six similar subunits//Europ. J. Biochem. -V.129. -P.240-250

27. Braus-Stromeyer S.A., Schnappauf G., Braus G.H., Gößner A.S., Drake H.L. 1997. Carbonic anhydrase in Acetobacterium woodii and other acetogenic bacteria//! Bacteriol. V.179. - P.7197-7200

28. Bryantseva I.A., Gorlenko V.M., Kompantseva E.I., Imhoff J.F., Suling J., Mityushina L., 1999. Thiorhodospira sibirica gen. nov., sp. nov., a new alkaliphilic purple sulfur bacterium from a Siberian soda lake//Int. J. Sys. Bacteriol. V.49. - P.697-703.

29. Casper and Lancaster, 1986. An electrogenic sodium-translocating ATPase in Methanococcus voltae//FEBS Lett. V.200. - P. 177-180

30. Christian J., Waltho J.A., 1962. Solute concentrations within cells halophilic and non-halophilic bacteria//Biochim. Biophys. Acta V.65. - P.506-508

31. Cypionka H., 1989. Characterization of sulfate transport in Desulfovibrio desulfuricans//Avch. Microbiol. V.152. - P.237-243

32. Cypionka H., 1994. Novel metabolic capacities of sulfate-reducing bacteria, and their activities in microbial mats/NATO ASI Series, Microbial mats/Eds. by LJ.Stal and P.Caumette. Springer-Verlag. - Berlin. - V.35. - P.3-14

33. Del Moral A., Severin J., Ramos-Cormenzana A., Truper H.G., Galinski E.A., 1994. Compatible solutes in new moderately halophilic isolates//FEMS Microbiol. Lett. -V. 122. P. 165-172

34. Dibrov V.A., 1991. The role of Na+ ion transport in E. coli energetics//Biochem. et Biophys. Acta. V.1056. - P.209-224

35. Diekert G., 1994. The acetogenic bacteria/The Prokaryotes/Eds. by Ballows A. et al. Springer - New York - V. 1. - P.517-554

36. Dharmavaram and Konisky, 1989. Identification of a vanadate-sencitive, membrane-bound ATPase in the archaebacterium Methanococcus voltael/i. Bacteruol. -V.169. P.3921-3925

37. Drake H.L., 1994. Acetogenesis, acetogenic bacteria, and the acetyl-CoA "Wood/Ljungdahl" pathway: past and current perspectivesl/ Acetogenesis/Ed. Drake H.L. Chapman & Hall - New York, London - P.3-62

38. Fagerbakke K.M., Norland S., Heldal M., 1999. The inorganic ion content of native aquatic bacteria//Can. J. Microbiol. V. 45. - P. 301-311

39. Fitz R.M. and Cypionka H., 1989. A study on electron transport-driven proton translocation in Desulfovibrio desulfuricans!'/Arch. Microbiol. V.152 - P.369-376

40. Fuchs G., 1994. Variations of the Acetil-CoA pathway in differsely related microorganisms that are not acetigens/Acetogenesis/Ed. Drake H.L. New York -Chapman and Hall - P.507-520

41. Gest, 1980. The evlution of energy-transducing systems//FEMS Microbiol. Lett. -V.7.- P.73-77

42. Gottschalk, 1989. Bioenergetics of methanogenic and acetogenic bacteria/Autotrophic baceria/Eds. H.Schlegel and B.Bowien Berlin - SpringerVerlag - P.383-396

43. Gorlenko V.M., Bryantseva I.A., Kompantseva E.I., 1997. Novel alkaliphilic heliobacteria from southeast Siberia soda lakes enviroments//Abstracts of Workshop, "Green and Heliobactera" Urbino, Italy - P.6.

44. Grant and Tindall, 1986. The alkline saline enviroment/Microbes in extrem enviroments/Eds. Herbert R.A., Codd G.A. London - Academic Press - P.25-54.

45. Guffanti A.A. and Krulwich T.A., 1988. ATP synthesis is driven by an imposed ApH or A|ih+ but not by an imposed ApNa or A|j,Na+ in alkalophilic Bacillus firmus OF 4 at high pH//J. Biol.Chem. V.263. - P. 14748-14752

46. Heijthuijsen J.H.F.G. and Hansen T.A., 1989. Anaerobic degradation of betaine by marine Desulfobacterium strains//Arch. Microbiol. V.152. - P.393-396

47. Heise R., Müller V. and Gottschalk G., 1989. Sodium dependence of acetate formation by acetogenic bacterium Acetobacterium woodiiiß. Bacteriol. V.171 -P.5473-5479

48. Heise K., Reidlinger J., Müller V. and Gottschalk G., 1991. A Na+ stimulated ATP synthase in the acetogenic bacterium Acetobacterium wooi/»'//FEBS Letters. -V.295.- P. 119-122

49. Henderson C., Stewart C.S. and Necrep F.V., 1981. The effect of rnonensin on pure and mixed cultures of rumen bacteria//J. Appt. Bacteriol. V.51. - P. 159169

50. Hughes M.N. and Poole R.K., 1989. Metals and microoganisms/ London, New York Chapman and Hall - 356p.

51. Inabuyshi M., Miyanchi S., Kamo N. and Jin T., 1995. Conductance change in phospholipid bilayer membrane by electroneutral ionophor, monensin/YBiochemistry. V.34. - P.3455-3460

52. Karrasch M., Bott M., Thauer R. K., 1989. Carbonic anhydrase activity in acetate grown Methanosatcina barkeri//Arch. Microbiol. -V. 151 -P.137-142

53. Kakinuma Y., 1998. Ionorganic cation transport and energy tranduction in Enterococcus hirae and other streptococci//Microbiol. Mol. Biol. Rev. V.62. -P.1021-1045

54. Kaesler B. and Schönheit P., 1989. Methanogenesis and ATP synthesis in methanogenic bacteria at low electrochemical proton potentials//Eur. J. Biochem. -V. 174.-P. 189-197

55. Kevbrin V.V., Zhilina T.N., Rainey F.A. and Zavarzin G.A., 1998. Tindallia magadii gen. nov., sp. nov. alcaliphilic anaerobic ammonifier from soda lake deposits//Curr. Microbiol. - V.37. - P.94-100

56. Kleyman T.R. and Cragoe E.J., 1988. Amiloride and its analogs as tools in the study of ion transport//J. Membrane Biol. -V. 105. P. 1-21

57. Kreke B., 1994. Chemiosmotische Analyse von Substrattranport und Energiestoffwecshsel sulfatreduziender Bakterien/Konstanz Hartung-Gorre. -99p.

58. Kreke B. and Cypionka H., 1993. Role of sodium ions for sulfate transport and energy metabolism in Desulfovibrio salexigens//Arch. Microbiol. V.161. - P.55-61

59. Krzycki J.A., Lehmann L.J., Zeikus J.G., 1985. Electron transfer reactions in methanogens//FEMS Microbiol. Rev. V.39. - P.259-303

60. Krulwich T.A., Hicks D. B., Seto-Young D., Guffanti A.A. 1988. The bioenergetics of alkalophilic bacilli//CRC Crit. Rev. Microbiol V.16. - P. 15-36

61. Krulwich T.A., Ito M., Guffanti A.A. 2001. The Na+-dependence of alkaliphily in Bacillus //Biochim. Biophys. Acta V.1505. - P.158-168

62. Ljungdahl L.G., 1994. The acetyl-CoA pathway and the chemiosmotic generation of ATP during acetogenesis//ln: Acetogenesis/Ed. Drake H.L. New York, London - Chapman & Hall - P.3-63

63. Lauerer G., Kristjansson J.K., Langworthy T.A., Konig H., Stetter K.O, 1986. Methanothermus sociabilis sp. Nov., a secong species within th Methanothermaceae growing at 97 °C//System. Appl. Microbiol. V.8. - P. 100105

64. Madern D., Ebel C., Zaccai G., 2000. Halophilic adaptation of enzymes//Extremophiles V.4. - P.91-98

65. Martin D.D., Ciulla R.A., Roberts M.F., 1999. Osmoadaptation in Archaea//Appl. Envir. Microbiol. -V.65. -P.1815-1825

66. Mathrani I.M., Boone D.R., Mah R.A., Fox G.E., Lau P.P., 1988. Methanohalophilus zhilinae sp. nov., an alkaliphilic halophilic, methylotrophic methanogen//Int. J. Syst. Bacteriol.-V.38. P. 139-142

67. Meers J.L. and Tempest D.W., 1970. The influence of growth-limiting substrate and medium NaCl concentration on the synthesis of magnesium-binding sites in the walls of Bacillus subtilis var. nigerlli. Gen. Microbiol. Y.63 - P.325-331

68. Moller-Zinkhan D., Borner G. and Thauer R.K. 1989. Function of methanofuran, tetrahydromethanopterin and coenzyme F420 in Archaeoglobus fulgidus!I Arch. Microbiol. Y. 152 - P.362-368

69. Murata T., Kawano M., Igarashi K., Yamato I., Kakinuma Y., 2001. Catalytic properties of Na+-translocating V-ATPase in Enterococcus /2/rae//Biochem. Biophis. Acta-V. 1505.-P.75-81

70. Muller V. and Gottschalk G., 1994. The sodium ion cycle in acetogenic and methanogenic bacteria: generation and utilization of primary electrochemical sodium ion gradient/Acetogenesis/Ed. Drake H.L. New York, London -Chapman & Hall - P. 127-157.

71. Muller V., Aufurth S., Rahlfs S., 2001. The Na+ cycle in Acetobacterium woodii: identification and characterization of the Na+ translocating FiFo-ATPase with a mixed oligomer of 8 and 16 kDa proteolipids//Biochim. Biophis. Acta V.1505 -P.108-120

72. Ni S., Boone J.E., Boone D.R., 1994. Potassium extrusion by the moderately halophilic and alkaliphilic methanogen Methanolobus taylorii GS-16 and homeostasis of cytosolic pH //J. Bacteriol. V.176. - P.7274-7279

73. Noll K.M. and Wolfe R.S., 1987. The role of 7-mercaptoheptanoylthreonine phosphate in the methylcoenzyme M methylreductase system from Methanobacterium thermoautotrophicum//B\ochsm. Biophis. Res. Com. V.145. -P.204-210

74. Odom J.M., Peck H. D., 1984. Hydrogenase, electron-transfer proteins, and energy coupling in the sulfate-reducing bacteria DesulfovibriollAnn. Rev. Microbiol. V. 38. - P. 551-592

75. Peck H.D., LeGall J., Lespinat P.A., Berliar Y., Fauque G„ 1987. A direct demonstration of hydrogen cycling by Desulfovibrio vulgaris employing membrane-inlet mass spectrometry//FEMS Microbiol. Lett. V.40. - P.295-299

76. Peterson B.J., Howarth R.W., Lipschultz F., Ashendorf D., 1980. Salt marsh detritus: an alternative interpretation of stable carbon isotope ratios and the fate of Spartina alterniflora/IOikos V.34. - P.173-177

77. Rayman M.K. and MacLeod R.A., 1975. Interaction of Mg with peptidoglycan and its relation to the prevention of lysis of a marine pseudomonad//J. Bacteriol. -V.122. -P.650-659

78. Reidtinger J., Mayer F. and Muller V., 1994. The molecular structure of Na+-translocating FiFo-ATPase of Acetobacterium woodii, as revealed by etectronic microscopy, resembies that of H+ translocating ATPase//FEBS Letters. V.356. -P. 17-20

79. Reidlinger J. and Muller V., 1994. Purification of ATP synthase from Acetobacterium woodii and identification as Na'- translocating FiFo type enzyme//Eur. J. Biochem. - V.223. - P.275-283

80. Roeßler M., Wanner G., Muller V. 2000. Motility and flagellum synthesis in Halobacillus halophilus are chloride dependent//!. Bacteriol. V.182. - P.532-535

81. Schobert B., Lanyi J.K. 1982. Halorhodopsin is a light-driven chloride pump//J. Biol. Chem.-V.257. P. 10306-10313

82. Skulachev V.P., 1995. Chemiosmotic consept of the membrane bioenergetics: What is already clear and what is still waiting for elucidation?//.!. Bioener. and Biomembr. V.26. - P.67-80

83. Smigän P., Majernik A., Greksäk M., 1994. Na+-driven ATP synthesis in Methanobacterium thermoautotrophicum and its differentation from H+-driven ATP synthesis by rhodamine 6G//FEBS Lett. V.347. - P. 190-194

84. Smith K.S., Jakubzick C., Whittam T.S., Ferry J.G., 1999. Carbonic anhydrase is an ancient enzyme widespread in prokariotes//Proc. Natl. Acad. Sei USA V.96. -P.15184-15189.

85. Smith K.S. and Ferry J.G, 2000. Prokaryotic carbonic anhydrases//FEMS Microbiol. Rev. V.24. - P.335-366

86. Speelmans G., Poolman B., Abee T., Konings W.N. 1994. The F- or V-type Na+-ATPase of the thermophilic bacterium Clostridium fervidusilJ. Bacteriol. V.176. - P.5160-5162

87. Stanley P.E., Williams S.G., 1969. Use of the liquid scintillation spectrometer for determining adenosine triphospate by the luciferase enzyme//Anal. Biochem. -V.29. P.381-392

88. Stupperich E., 1994. Corrinoid-depended mechanism of acetogenesis from methanol/Acetogenesis/Ed. Drake H.L. New York, London - Chapman & Hall -P.180-196

89. Tindall В.J., Mills A.A., Grant W.D., 1980. An alkalophilic red halophilic bacterium with a low magnesium requirement from a Kenyan Soda Lake//J. Gen. Microbiol. V.l 16. - P. 257-260

90. Thauer R.K. 1989. Energy metabolism of sulfate-reducing bacteria/Autotrophic bacteria/Eds. Schlegel H.G. and Bowien B. Berlin - Springer-Verland - P.397-414

91. Thebrath В., Dilling W. and Cypionka H., 1989. Sulfate activation in Desulfotomaculum/fAich. Microbiol. V.152 - P.296-301

92. Tokuda H. and Unemoto Т., 1985. The Na+-motive respiratory chain of marine bacteria//Microbiol. Sci. V.2. - P.65-71

93. Ventosa A., Nieto J.J., Oren A. 1998. Biology of moderately halophilic aerobic bacteriaZ/Microbiol. Mol. Biol. Rev. V.62. - P.504-544

94. Widdel F. 1988. Microbiology and ecology of sulfur-reducing bacteria//In: Biology of anaerobic microorganisms/Ed. Zehnder J. B. New York - Wiley & Sons - P.587-605

95. Wieringa K.T.,1936. Over het verdwijnen van waterstof en koolzmer order anaerobe voor maarden/Antonie van Leeuwenhoek. V.3. - P.263-273. Цитировано no: Drake, 1994.

96. Zavarzin G.A Zhilina T.N., 2000. Anaerobic chemotrophic alkaliphiles/Journey to Diverse Microbial Worlds/Ed. Seckbach J. Dordrecht - Kluwer Academic Publishers. - P. 191-208

97. Zhilina T.N. and Zavarzin G.A., 1994. Alkaliphilic anaerobic community at pH 10//Curr. Microbiol. V.29. - P. 109-112

98. Zhilina T.N., Zavarzin G.A., Detkova E.N., Rainey F.A., 1996. Natroniella acetigena gen. nov., sp. nov., an extremely haloalkalophilic, homoaceticbacterium: a new member of Haloanaerobiales//Curr. Microbiol. V.32. - P.320-326

99. Zhilina T.N., Zavarzin G.A., Rainey F.A., Pikuta E.N., Osipov G.A., Kostrikina N.A., 1997. Desulfonatronovibrio hydrogenovorans gen. nov., sp. nov., an alkaliphilic, sulfate-reducing bacterium//J. Syst. Bacteriol. V.47. - P. 144-149.

100. Zhilina T.N., Detkova E.N., Rainey F.A., Osipov G.A., Lysenko A.M., Kostrikina N.A., Zavarzin G.A., 1998. Natronoincola histidinovorans gen. nov., sp. nov., a new alkaliphilic acetogenic anaerobe//Curr. Microbiol. V.37. -P. 177-185