Usage of ferrum (ІІІ) and manganese (IV) ions as electron acceptors by Desulfuromonas sp. Bacteria Текст научной статьи по специальности «Биологические науки»

Вюник Дшпропетровського унiверситету. Бюлопя, еколопя. Visnik Dnipropetrovs'kogo universitetu. Seria Biologia, ekologia Visnyk of Dnepropetrovsk University. Biology, ecology.

Visn. Dnipropetr. Univ. Ser. Biol. Ekol. 2016. 24(1), 87-95.

ISSN 2310-0842 print ISSN 2312-301X online

doi:10.15421/011610

www.ecology.dp.ua

УДК 579.68+579.266+546.3

Використання бактерiями Desulfuromonas sp. юшв феруму (III) та мангану (IV) як акцепторiв електронiв

О.М. Мороз, С.О. Гнатуш, Х.1. Богославець, Г.В. Яворська, Н.В. Трухим

Львiвський нацюнальний утверситет iMem 1вана Франка, Львiв, Укра'ша

Орковщновт бактерй роду Desulfuromonas, видшет з озера Яворшське, з р1зною штенсивтстю використовують Fe3+ i Mn4+ як к1нцев1 акцептори електронiв у процесi анаеробного дихання за концентрацш 1,74-10,41 мМ C6H5O7Fe i MnO2 у середовищi. Це демонструе важливу роль цих мжрооргатзмш у вiдновнiй детоксикацй природних i техногенно трансформованих середовищ вiд окиснених форм перехщних важких металш. Найвищу бiомасу бактерй нагромаджують за росту у середовищi з найнижчою концентращею ферум (Ш) цитрату i манган (IV) оксиду - 1,74 мМ (до 2,77 i 1,35 г/л вщповщно), i найнижчу - з найвищою - 10,41 мМ (до 2,41 i 1,15 г/л вщповщно), що можна пояснити токсичним впливом сполук металш на клiтини бактерш. Виявлено майже вдвiчi нижчий вимд бiомаси за використання бактер1ями манган (IV) оксиду, поршняно з використанням ними ферум (III) цитрату та фумарату за вох дослiджених концентраций акцепторш електронш у середовищi. Найбшьшу бiомасу щд час росту в середовищi з рiзним умiстом C6H5O7Fe i MnO2 нагромаджував штам Desulfuromonas sp. Yavor-7, поршняно з шшими видленими нами штама-ми. За 10 даб культивування бактерй вах штамш повнiстю вiдновили наявнi у середовищi iони феруму (III), але не вiдновили наяв-них у середовищi iонiв мангану (IV). Осюльки штами сiрковiдновних бактерш виявилися стшкими до високих концентраций Fe3+ i Mn4+ (до 10,41 мМ), вони можуть бути успшно використанi у технолопях ремедаци довюлля вщ сполук сульфуру та важких металш.

Ключовi слова: сiрковiдновнi бактерй; анаеробне дихання; важкi метали

The toxicity of metal ions to microorganisms, in particular at high concentrations, is one of the main impediments to their usage in remediation technologies. The purpose of this work is to analyze the possibility of usage by bacteria of the Desulfuromonas genus, isolated by us from Yavorivske Lake, of ferrum (IIl) and manganese (IV) ions at concentrations in the medium of 1,74-10,41 mM as electron acceptors of anaerobic respiration to assesss resistance of sulphur reducing bacteria strains to heavy metal compounds. Cells of Desulfuromonas acetoxidans IMV V-7384, Desulfuromonas sp. Yavor-5 and Desulfuromonas sp. Yavor-7 were cultivated for 10 days at 30 °C under anaerobic conditions in Kravtsov-Sorokin's medium without sulphate ions, sulphur, with cysteine as the sulphur source (0.2 g/l) and sodium lactate or citrate as the electron donor (17.86 g/l), in which were added sterile 1 M solutions of C6H5O7Fe and C4H4O4 (control) and also weights of MnO2 to their terminal concentrations 1.74, 3.47, 5.21, 6.94, 10.41 mM. Biomass was determined by the turbidimetric method. In the culture liquid the presence of Fe3+ and Mn4+ were qualitatively determined, and the content of Fe2+ in reaction with o-phenanthroline was determined quantitatively. It was established that sulphur reducing bacteria used with different intensity ferrum (Ill) and manganese (IV) ions as electron acceptors during the process of anaerobic respiration at concentrations of 1.74-10.41 mM C6H5O7Fe and MnO2 in the medium, which demonstrated the important role of the investigated microorganisms in reductive detoxication of natural and technogenic media from oxidized forms of transitional heavy metals. An insignificant difference in biomass accumulation during usage of 5.21-10.41 mM ferrum (III) ions and fumarate is caused by toxicity of the metal ions to cells since the high redox potential of the Fe(III)/Fe(II) pair with increase in concentrations of electron acceptors in the medium did not lead to increase in the biomass accumulation level. The greatest biomass of the bacteria accumulated on the 8-10th days in the medium with the lowest concentration of C6H5O7Fe -1.74 mM (up to 2.77 g/l), and the lowest biomass - with highest concentration - 10.41 mM (up to 2.41 g/l). After 10 days of cultivation the

Львiвcький нацюнальний утверситет Memi 1вана Франка, вул. Грушевського, 4, Лмв, 79005, Украта Ivan Franko National University of Lviv, Hrushevsky Str., 4, Lviv, 79005, Ukraine Tel.: +38-067-811-86-44. E-mail: [email protected]

Usage of ferrum (Ill) and manganese (IV) ions as electron acceptors by Desulfuromonas sp. bacteria

O.M. Moroz, S.O. Hnatush, C.I. Bohoslavets, G.V. Yavorska, N.V. Truchym

Ivan Franko National University of Lviv, Lviv, Ukraine

bacteria of all strains had fully used the ferrum (Ill) ions present in the medium. A biomass yield almost twice as low was revealed after manganese (IV) oxide was used by bacteria compared with its use of ferrum (III) citrate and fumarate at all studied concentrations of electron acceptors in the medium. The highest biomass of bacteria accumulated in the medium with the lowest MnO2 content - 1.74 mM (up to 1.35 g/l), and the lowest biomass in the medium with the highest content - 10.41 mM (up to 1.15 g/l). After 10 days of cultivation bacteria of all strains had not fully restored the manganese (IV) ions present in the medium. The greatest biomass compared with other strains after growth in medium with different C6H5O7Fe and MnO2 contents was accumulated by the strain Desulfuromonas sp. Yavor-7. Since sulphur reducing bacteria strains proved to be resistant to Fe3+ and Mn4+ high concentrations (up to 10.41 mM) they can be successfully used in technologies of environmenal remediation from sulphur and heavy metal compounds.

Keywords: sulphur reducing bacteria; anaerobic respiration; heavy metals

Bcryn

y npoueci aHaepo6Horo guxaHHa Mkpoopram3MH Mo®yib OKHCHKrnara opraHMHi cnonyKH 3 BUKopuciaHHaM 3aMcTb khchm aKuemopiB eneKipomB 3 bhcokhm (NO3-, NO2-, Fe3+, Mn4+, ^yMapai, gHMerancynb^ioKcHg, oKcugu miporeHy) a6o HH3bKHM (eneMeHrna cipKa, SO42-, HCO3-) oKucHo-BigHoBHHM noieHuianoM (Lengeler et al., 2005; Richter et al., 2012; Gralnick, 2012; Gescher and Kappler, 2013; Tsvetkova et al., 2016). napa Fe3+/Fe2+ Mae gy®e bhcokhh oKucHo-BigHoBHHH noieHuian (E0' = +770 mB), 6nH3bKHH go noieHuiany 02/H20 (Eo' = +820 mB), ane BUKopuciaHHa MiKpoopram3MaMH cno-nyK 4>epyMy (ID) cnoBinbHeHe nepe3 ix cna6Ky po3HHHmcn> 3a HeftipanbHoi peкцii cepegoBHrna (pH 7).

Po3HHHHicTb Fe(OH)3 y Bogi gy®e HH3bKa, BoHa 3ane®Hib

Big KHcnoTHocTi cepegoBH^a. 3a pH 7 KoHuemipauia Fe3+

carae 10-18 M. y ipymi ioHH oKHCHeHoro $epyMy nepe6yBa-

MTb y ^e MeHm po3hhhhhx ^opMax - y CKnagi reMaiHiy (a-

Fe203), ^epnrigpHTy (5Fe2O3*9H2O), reiHiy (a-FeOOH),

nenigoKpoKiTy (y-FeOOH), reMaTHTy (Fe2O3), nHMomiy

(2Fe2O3^H2O), MarHeTHTy (Fe3O4) (Lovley, 2006; Gescher

and Kappler, 2013). y Geobacter metallireducens, G.

sulfurreducens, Shewanella alga, Sh. putrefaciens, Citrobacter

sp., Geoglobus acetivorans picT 3ane®HTb 6e3nocepegHbo Big

BigHoBneHHa ioHiB $epyMy (III) (Lovley, 1993; Lengeler et

al., 2005; Lovley, 2006; Aklujkar et al., 2013; Mardanov et al.,

2015; Liu et al., 2016). CTpyKTypa Ta BnacraBocri KoMnoHeH-

TiB naнцк>гa TpaHcnopiyBaHHa eneKTpoHiB i 4>epMemiB, aKi

6epyTb ynacTb y пpoцeci gucuMnauiHHoro BigHoBneHHa T^ 3+ ...

Fe , ynpogoB® ocxaHHix poKiB iHTeHcHBHo BHBHawTbca y 3B'a3Ky 3i 3gamicTK> MeianoBigHoBHux 6aKiepiH y пpoцeci aHaepo6Horo guxaHHa BHBinbHaiu y cepegoBH^e 3HanHy KinbKicTb eneKTpoHiB (Qian et al., 2011; Schicklberger et al., 2011; Tremblay et al., 2011; Richter et al., 2012; Aklujkar et al., 2013; Fonseca et al., 2013).

3aBgaKH eK3oeneKTporeHHHM BnacraBociaM цi 6aKTepii po3rnagaMTb aK Mo®nuBi aHogHi 6ioKaiani3aTopH y MiKpo6-hhx nanHBHHx eneMemax gna oipuMaHHa eneKiprnHoi eHeprii (Fitzgeralda et al., 2013; Bilyy et al., 2014; Liu et al., 2016). BBa^aroTb, ^o MeM6paHo3B'a3aHa pegyKTa3a $epyMy 3oKpeMa y rpaMHeraTHBHHx 6aKTeprn, noBHHHa BHcTynaTH Ha3oBHi i3 3oBHimHboro 6oKy MeM6paHH, ^o6 Big6yBaBca ii KoHTaKT i3 Hepo3HHHHoM cnonyKora $epyMy (III). ToMy ioHH BigHoBneHoro ^epyMy (II) yTBopraroibca no3a KniTHHora (Lengeler et al., 2005; Richter et al., 2012). Kotthhh Shevanella frigidimarina MicTaTb Benrny KinbKicTb TeTpa- Ta geKareMoBHx uHioxpoMiB THny c, noKani3oBaHHx Mi® BHyTpimHboM Ta 3oBmmHbora MeM6paHaMH Ta y nepunna3-Mi, nepe3 aKi eneKTpoHH 3 HHionna3MH Big peaKum Meia6o-ni3My cnonyK Kap6oHy nepegaMTbca Ha3oBHi KniTHHH, ge BnacHe i BigHoBnraraTbca Hepo3HHHHi cnonyKH ^epyMy (III) (Lovley, 2006; Fitzgeralda et al., 2013). y cynb^aiBigHoB-

hhx 6aKTepin Desulfovibrio vulgaris uHioxpoM c3 $yHKuio-Hye aK Fe(III)-pegyKTa3a. y Desulfuromonas acetoxidans BHaBneHo TpureMoBHH UHioxpoM c7, 6nu3bKHH 3a cipyKTy-pora go TeTpareMoBoro uHioxpoMy c3 D. vulgaris, aKHH e, Mo®nHBo, MeTanopegyKTa3oM y uux 6aKiepiH (Roden and Lovley, 1993; Lovley, 2006).

£ gam npo Te, ^o i iHmi Meianu 3i 3MiHHoM BaneHimcTK) (Cr (VI), Mn (IV), U (VI) Tc (VII), Pd (II), V (V), Mo (VI), Cu (II) to^o) Mo®yTb 6yTH BHKopHCTaHi 6aKTepiaMH aK aK-uenTopu eneKTpoHiB y npoueci aHaepo6Horo guxaHHa (Tebo and Obraztsova, 1998; Lovley, 2006; Cologgi et al., 2011; Wilkins et al., 2011; Smirnova and Podgorsky, 2013; Viti et al., 2014; Wang et al., 2015). HanpuKnag, 6araio 6aKTepift Mo®yTb BigHoBnMBaiH MaHraH (IV) y 4>opM Hepo3HHHHoro MnO2, nepeiBopMMHH ftoro Ha Bogopo3HHHHHH MaHraH (II). 3a 6ioxiMiHHHM MexaHi3MoM i reoxiMMHHM 3HaneHHaM 6aKiepiHHe BigHoBneHHa MnO2 nogi6He go BigHoBneHHa Hepo3HHHHux cnonyK $epyMy (III) (Lovley, 1995; Aklujkar et al., 2013). BigHoBnem $opMH eneMeHiiB mgnaraMTb xiMiHHoMy a6o 6ionorwHoMy oKucHeHHM. 3a BnnuBy nepe-

Ba®Ho MiKpoopraHi3MiB oKucHeHi $opMH MeianiB Mo®yTb 3HoBy nepexoguiH y BigHoBnem, ^o 3a6e3nenye ix Mirpauiro b 3eMHift Kopi 3 HaciynHHM ocag®eHHaM 3a okhchhx yMoB (Gescher and Kappler, 2013).

CipKo-, cynb^ai- Ta MeianoBigHoBHi 6aKiepii 3anMaMTb cxo®i eKonorwm Himi 3a6e3neMyMHH pi3Hi naHKH Konoo6iry cynb^ypy Ta MeianiB y npupogi. ffliaMH cipKo- Ta cynb^ai-BigHoBHux 6aKiepiH, BugineHi 3 TexHoreHHo 3MiHeHHx TepuiopiH aK aKTHBHi npogyueHiu rigporeH cynb^igy, npu-BepiaMTb yBary 6ioiexHonoriB aK noieHuiHHi areHiu ohh-^eHHa 3a6pygHeHux tokchhhhmh cnonyKaMH cynb^ypy Ta Ba®Kux MeianiB cepegoBH^, ocKinbKH 3a B3aeMogii rigporeH cynb^igy 3 ioHaMH gBoBaneHiHux MeianiB yTBopMMTbca ix Hepo3HHHHi cynb^igu, i bohh laKHM hhhom BunynaroTbca i3 npupogHoro Kpyroo6iry eneMeHiiB (Tebo, 1995; Wang et al., 2008; Gudz et al., 2011; Moroz, 2013; Kiran et al., 2016). Pamme mh BciaHoBunH, ^o cipKo- Ta cynb^aiBigHoBHi 6aKiepii, BHginem 3 BogoftMH ^BopiBcbKoro cipKoBoro pogo-BH^a, y npoueci aHaepo6Hoi gecipyKuii opraHinHux cnonyK BUKopHcioByMTb ioHH Ba®Kux MeianiB aK aKueniopH eneKTpoHiB, nepeTBopraranH ix Ha HeioKcuHHi a6o MeHm tokchhhi gna ®hbhx opraHi3MiB $opMH (Moroz et al., 2012; Moroz et al., 2014). ToKcmmcTb ioHiB MeianiB gna MiKpo-opraHi3MiB (3oKpeMa, 3a bhcokhx KoHueHipauiH) - ogHa 3 ronoBHux nepemKog gna ix 3aciocyBaHHa y peMegiauinHux TexHonoriax. ToMy Big6ip BugineHux i3 TexHoreHHo 3MiHe-hhx eKoioniB aganioBaHHx go 3a6pygHem> miaMiB, 3gaTHHx Meia6oni3yBaTH mupoKuft cneKip nonMTaHiiB, - oco6nuBo aKiyanbHe 3aBgaHHa gna cTBopeHHa hobhx cnoco6iB ohh-^eHHa goBKinna (Wang et al., 2008; Zhuang et al., 2012; Iwahori et al., 2014; Limcharoensuk et al., 2015; Mustapha and Halimoon, 2015; Rabus et al., 2015; Si et al., 2015; Dey et

al., 2016; Kiran et al., 2016). Мета ща стати - ощнити можливкть використання бактериями роду Desulfuromonas, видшеними з озера Явор1вське, íohíb феруму (Ш) та мангану (IV) за !х концентрацш у середовищi 1,7410,41 мМ як акцептор1в електрошв анаеробного дихання для оцшки стшкосп штам1в арковвдновних бактерш до сполук важких метал1в.

MaTepia™ i методи дослiджень

Дослвджували вплив ферум (Ш) циграту та манган (IV) оксиду на нагромадження бюмаси штамами арковщ-новних бактерш Desulfuromonas acetoxidans 1МВ В-7384, Desulfuromonas sp. Yavor-5 та Desulfuromonas sp. Yavor-7, видшеними з озера Явор1вське. Штами щентифшоваш на основ1 вивчення морфолопчних, культуральних i ф1з1оло-пчних властивостей i зберirаються в колекцй' кафедри мiкробiологii Львiвського нацiонального ушверситету iменi 1вана Франка (Gudz et al., 2013; Moroz et al., 2013).

Бактери вирощували у середовищ1 Кравцова -Сорошна (Karavajko et al., 1972; Gudz et al., 2014) без FeCl2*4H2O та без сульфат-юшв такого складу (г/л): NaH2PO4x12H2O - 0,84, K2HPO4 - 0,5, NH4Cl - 0,16, MgCb^^O - 0,1, натрш лактат (CsHsOsNa) - 2,0 або натрiй цитрат (C6H5O7Na3) - 1,9, упродовж 10 д1б за 30 °С та анаеробних умов у пробiрках об'емом 25 мл, доверху заповнених середовищем. Перед вис1вом у се-редовище вносили 0,05 мл стерильного розчину Na2Sx 9H2O (1%), для доведення рН середовища до 7,2 викори-стовували стерильний 10 н розчин NaOH. Стерильш розчини фумарату (C4H4O4) - контроль, i C6H5O7Fe вносили у середовище за концентрацй' 3,47 мМ (3,47 мМ -концентрацiя юшв сульфату у стандартному середовищi Кравцова - Сороюна). Нерозчинний у вода MnO2 вносили у пробiрки, як1 стерилiзували та використовували для експерименпв у кiлькостi, необхвднш для отримання його концентрацй' в середовищi 3,47 мМ. Для дослвд-ження впливу використання C4H4O4, C6H5O7Fe, MnO2 як акцепгорiв електрошв на нагромадження баталиями бiомаси клiтини вис1вали в середовище, до якого для задоволення асимшяцшних потреб бактерш у сульфурi додавали цисте'н (C3H7NO2S) за концентрацй' 0,2 г/л (Lengeler et al., 2005). Клтини вносили в середовище в кшькосп 10 об'емних % до початково! концентрацй 108 КУО/мл (0,05 г/л).

Бюмасу визначали турбвдиметричним методом за мутнiстю суспензй' клпин шляхом ii фотометрування на фотоелекгроколориметрi КФК-3 за довжини хвилi 340 нм у кюветi з оптичним шляхом 3 мм (Gudz et al., 2014).

Для дослвдження впливу сполук важких метал1в на нагромадження бактер1ями бiомаси !х вирощували у середовищi без сульфат-iонiв, арки, iз цисте!ном як дже-релом сульфуру (0,2 г/л) та натрш лактатом або цитратом як донором електрошв (17,86 г/л), у яке додавали стерильт 1 М розчини CeH5O7Fe та фумарату (контроль), а також наважки MnO2 до !х йнцевих концентрацш 1,74, 3,47, 5,21, 6,94 та 10,41 мМ. Попередньо клтини вирощували у середовищi без ютв сульфату, без арки, iз цистешом (0,2 г/л), фумаратом (3,47 мМ) та натрiй лактатом (17,86 мМ) до середини експотенцшно! фази росту. На 2, 4, 6, 8 та 10-ту добу росту визначали бюмасу. У

культуральшй рщиш як1сно визначали наявтсть Fe3+ та Mn4+ (Kreshkov, 1961), кшьисно - вм1ст Fe за реакщею з о-фенантролiном (Harris, 2003).

Дослвди повторювали тричi з трьома паралельними постановками для кожного варiанта експериментальних i контрольних умов. Отримаш данi опрацьовували за-гальноприйнятими методами варiацiйноi' статистики. Для оцшки доси^рносп рiзницi м1ж статистичними характеристиками двох альтернативних сукупностей даних обраховували t критерш Стьюдента. Достовiрною вважали рiзницю за Р < 0,05.

Результата та ix обговорення

Сiрковiдновнi бактери D. acetoxidans 1МВ В-7384, Desulfuromonas sp. Yavor-5 та Desulfuromonas sp. Yavor-7 вирощували 10 даб у середовищi Кравцова - Сорокша без сульфат-юшв iз натрiй лактатом чи натрш цитратом (17,86 мМ), яке замсть 3,47 мМ елементно! сiрки мктило фумарат, Fe (III) цитрат або Mn (IV) оксид за ще! ж концентрацй' (рис. 1). Контрольним було середовище iз фумаратом, який бактерй' в1дновлюють до сук-цинату у процесi фумаратного дихання за учасп ланцю-га транспортування елекIронiв, до складу якого входять вiдповiднi дег1дрогенази та фумаратредуктаза, пов'язаш м1ж собою пулом цитохром1в типу b i менахiнонiв (Lengeler et al., 2005). У середовищi з фумаратом не утворюеться токсичний для клпин г^дроген сульфид, а вихвд бiомаси майже такий, як i у середовищi з елемент-ною аркою. Найбшьшу бiомасу бактерй' нагромаджува-ли у середовищi iз C<5H5O7Fe: до 2,72 г/л, тодi як у середовищi iз фумаратом i натрш цитратом - до 2,48 г/л. Можливо, незначна рiзниця у нагромадженш бiомаси бактериями за використання фумарату та тривалентного феруму зумовлена негативним впливом на клiтини юна металу за концентрацй' 3,47 мМ, незважаючи на те, що окисно-вщновний потенцiал пари Fe (III)/Fe (II) (E0' = +0,77 В) значно вищий, нiж пари фумарат/сукцинат (E0' = +0,03 В). У середовищi з MnO2 бiомаса була у 2,12,2 раза нижчою, нж у середовищi iз C6H5O7Fe, i не пе-ревищувала 1,31 г/л, тодi як у середовищi iз фумаратом i натрiй лактатом бюмаса досягала 2,41 г/л. Майже удвiчi нижчий вих;д бiомаси у середовищi з Mn (IV) оксидом, тж у середовищi iз фумаратом, також можна пояснити високою токсичнiстю для клпин MnO2 за концентрацй' 3,47 мМ. За умов росту бактерш у середовищах iз фумаратом, яш мiстили натрiй лактат або натрш цитрат як донори електрошв, вихвд бiомаси, нагромаджено'' бактериями вах штaмiв, практично не вiдрiзнявся. Найбшьшу бюмасу шд час росту у середовищi зi всiмa акцепторами електрошв нагромаджував штам Desulfuro-monas sp. Yavor-7. Таким чином, установлено, що D. acetoxidans 1МВ В-7384, Desulfuromonas sp. Yavor-5 та Desulfuromonas sp. Yavor-7 iз рiзною штенсившстю ви-користовують iони феруму (III) та мангану (IV) як mh^bí акцептори елекIронiв у процесi анаеробного дихання при окисненш оргaнiчних субстрапв, що демонструе важливу роль цих мiкрооргaнiзмiв у вiдновнiй детоксикацй' природних i техногенних середо-вищ ввд окиснених форм перехгдних важких метaлiв. Вих;д бiомaси пiсля 10 дiб росту бaктерiй усiх штам1в у

середовищi i3 ферум (III) цитратом виявився незначно вищим, а у середовищi з манган (IV) оксидом - майже удвiчi нижчим порiвняно з виходом бюмаси у середови-

3 п

А

2,5

2 -

Sä 1,5 s

О

И 1

0,5 0

щi i3 фумаратом у зв'язку з токсичшстю для клiтин СбН507Ре i MnO2 за концентрацй' 3,47 мМ.

3 -I

Fe (III) цитрат+Na цитрат Фумарат+Na цитрат Mn (IV) оксид+Na лактат Фумарат+N a лактат

2,5 -

2 -

1 г-

Sä 1,5 "

1 -

0,5 -

2 3 4 5 6 Тривалють культивування, доби

3 1

2,5

10

2 -

1,5 -

1 -

0,5 -

Fe (III) цитрат+Na цитрат Фумар ат+N a цитр ат Mn (IV) оксид+Na лактат Фумарат+N a лактат

2 3 4 5 6 Тривалютъ культивування, доби

10

Fe (III) цитрат+Na цитрат Фумарат+Na цитрат Mn (IV) оксид+Na лактат Фумарат+Na лактат

1 2 3 4 5 6 Тривалютъ культивування, доби

10

0

0

Рис. 1. Нагромадження бюмаси D. acetoxidans 1MB В-7384 (А), Desulfuromonas sp. Yavor-5 (Б), Desulfuromonas sp. Yavor-7 (В) шд час росту у середовиии i3 C^sOyFe, MnO2 (3,47 мМ), цистешом (0,2 г/л) i натрш лактатом або цитратом (17,86 мМ): контроль - середовище iз фумаратом (3,47 мМ) як акцептором i натрiй лактатом або цитратом (17,86 мМ) як донором електротв

Ефективтсть бюлопчних метода очищення довк1лля вщ забруднювачiв залежить не лише ввд метаболчно! активносп вiдiбраних штамiв бактерш, а й, у першу чер-гу, ввд 1х стшкосл до iонiв металв. Тому дослвджували вплив сполук феруму (III) та мангану (IV) за концентраций, як1 у 0,5, 1 (контроль), 1,5, 2 та 3 рази в^^знялися вщ вмсту сулъфат-iонiв у стандартному середовищi Кравцова - Сороюна, на нагромадження бюмаси баталиями D. acetoxidans 1MB В-7384, Desulfuromonas sp. Yavor-5 та Desulfuromonas sp. Yavor-7. Клггини вирощу-вали у середовищах iз натрш цитратом або лактатом як донорами електротв та джерелами карбону, до яких додавали рiзнi об'еми стерильного розчину ферум (Ш) цитрату, а також наважки манган (IV) оксиду до 1'х к1нцевих концентрацш 1,74, 3,47, 5,21, 6,94 та 10,41 мМ. Контроль-ними були середовища з натрш цитратом або лактатом, яю м1стили фумарат як акцептор електротв за аналопч-них концентраций.

3i зростанням концентрацiй C6H507Fe у середовищi культивування виявлено зниження р1вня нагромадження бiомаси клiтинами уйх штам1в (рис. 2). Найбiлъшу бю-масу бактерй' нагромаджували на 8-10-ту добу у середо-вищi з найнижчою концентрацieю iонiв феруму (III) -1,74 мМ (до 2,77 г/л), найменшу - з найвищою - 10,41 мМ (до 2,41 г/л). Це можна пояснити токсичним впливом iона металу на клгтини бактерiй. За наявносл у середовищi

ферум (III) цитрату за концентрацш 1,74 та 3,47 мМ ркт бактерш виявився дещо штенсившшнм, шж у середовищi iз фумаратом за вдентичних концентрацiй (рис. 3). За наявносл у середовищi 5,21-10,41 мМ ферум (III) цитрату бюмаса, нагромаджена бактерiями, практично не в^^зня-лася ввд бiомаси, нагромаджено! бактерiями у середовищi iз фумаратом за цих самих концентраций. На вщмшу вщ росту бактерiй у середовищi iз CfHsOvFe, зi зростанням концентраций фумарату у середовищi культивування з 1,74 до 3,47 мМ спостернали зростання нагромадження бiомаси бактерiй усiх штам1в (до 2,29 i 2,48 г/л вщпо-ввдно), але найбiлъшу бюмасу (до 2,60 г/л) бактерй' нагромаджували у середовищi iз фумаратом за концентрацй! 5,21 мМ. 1з подальшим зростанням концентраций фумарату у середовищi ввд 6,94 до 10,41 мМ бюмаса знижувалася та не перевищувала 2,39 г/л, можливо, у зв'язку з лМ-туванням росту бактерiй шшнми факторами середовища.

Упродовж перших 6-8 дiб культивування у середо-вищi як1сно виявляли iони тривалентного феруму, як1 повнiстю вщновлювалися бактериями на десяту добу й у середовищi !х не виявляли (табл. 1). Це, можливо, зумов-лено переходом штамiв у стацюнарну фазу росту, у якш сповiлъненi окисно-в^лновн процеси. Результати кшьюс-ного визначення вм1сту iонiв феруму (II) в культуральнш рiдинi показали, що в середовищi з юнами феруму (Ш) як единим акцептором електроЩв тривалентний ферум

вшновлюсться бактер1ями практично повшстю, вщносна кшьккть угвореного феруму (II) сгановигь 98,6-100,0% (табл. 2). Нагромадження ютв феруму (II) у середовищ1

свщчить про те, що детоксикащя феруму (III) арковщнов-ними бактер1ями вщбувасться шляхом його вщновлення до менш токсично! форми.

3,5 -i 3 -

2,5 -

^ 2 -«

о «

§1,5 И

1 -

0,5 -0

— 1,74 мМ «—3,47 мМ 5,21 мМ •—6,94 мМ ■Ж— 10,41 мМ

2 4 6 8

Тривалють культивування, доби

3,5 3 2,5

" 2 ■ «

о «

И

1

0,5

3,5 3 2,5 2 -1,5 -1

0,5 0

10

—•— 1,74 мМ ■ 3,47 мМ А 5,21 мМ • 6,94 мМ —Ж— 10,41 мМ

2 4 6 8

Тпивалють культивування, доби

10

-•— 1,74 мМ •—3,47 мМ -*— 5,21 мМ •—6,94 мМ ■ж— 10,41 мМ

2 4 6

Тривалють культивування, доби

10

Б

0

0

Рис. 2. Нагромадження бюмаси D. acetoxidans 1MB В-7384 (А), Desulfuromonas sp. Yavor-5 (Б), Desulfuromonas sp. Yavor-7 (В) пвд час росту у середовинц Í3 C6H5O7Fe за pÍ3H^ концентрацш, цистешом (0,2 г/л) i натрш цитратом (17,86 мМ)

Таким чином, арковщновт бактерй' використовують юни феруму (III) як акцептор електрошв за концентрацш 1,74-10,41 мМ C6H5O7Fe у середовище Незначна рiзниця в нагромадженнi бiомаси бактериями за використання 5,21-10,41 мМ феруму (III) цитрату та фумарату зумовле-на, очевидно, для клпин юнш металу, оскшь-

ки високий окисно-вщновний погенцiал пари Fe (III)/Fe (II) зi зростанням концентрацш акцептора електрошв у се-редовищ1 не забезпечував зростання р1вня нагромадження бiомаси. Навпаки, спостериали його зниження. Найбшь-шу бiомасу (до 2,77 г/л) бактерй' штаму Desulfuromonas sp. Yavor-7 нагромаджували у середовищ1 з 1,74 мМ C6H5O7Fe. За 10 дiб культивування бактерй' вс1х штажв повнiсгю використали наявнi у середовищ1 iони феруму (Ш).

Бiльшiсгь мiкроорганiзмiв, здатних вщновлювати iони феруму (III), можуть також використовувати iони мангану (IV) та шших металiв iз змiнною валентшстю як акцепто-ри електрон1Б у процеа анаеробного дихання (Lovley, 2006; Aklujkar et al., 2013; Gescher and Kappler, 2013). Ток-сичний вплив MnO2 на сiрковiдновнi бактерй' виявлявся у зниженнi штенсивносп гх росту за збiльшення концентрацй' акцептора електронiБ у середовищi культивування вщ 1,74 до 10,41 мМ (рис. 4). Найбшьшу бюмасу бактерй' нагромаджували у середовищi з найнижчим вмстом ман-ган (IV) оксиду - 1,74 мМ (до 1,35 г/л), i найменшу - iз найвищим - 10,41 мМ (до 1,15 г/л). Закономрносп росту

бактерш у середовищi iз фумаратом i натрiй лактатом чи натрш цитратом не ве^знялися, найвищу бiомасу (до 2,54 г/л) бактерй' також нагромаджували за концентрацй' фумарату у середовищi 5,21 мМ (рис. 5). Хоча окисно-вщновний потенщал у пари Mn (IV)/Mn (II) (Eo' = +1,23 В) вищий, нж у пари Fe (III)/Fe (II) (E0' = +0,77 В), i значно вищий, нiж у пари фумарат/сукцинат (E0' = +0,03 В) (Lengeler et al., 2005), використання манган (IV) оксиду мжроорганзмами виявилося дуже сповiльненим. За наяв-носп у середовищi MnO2 за концентрацй' 1,74 мМ бюмаса бактерш була у 2,05 i 1,62 раза нижчою, нiж у середовищi iз C6H5O7Fe i фумаратом вщповщно за miei ж концентрацй'. Ьни мангану (IV) виявляли у середовищi протягом усього часу культивування бактерш (табл. 3), що свщчить про неповне 1х використання баталиями у процесi росту, очевидно, у зв'язку з 1х високою токсичнiстю для клiтин за концентрацш 1,74-10,41 мМ, а також майже абсолютною нерозчиннстю MnO2 за рН близьким до 7.

Сiрковiдновнi бактерй' використовують юни мангану (IV) як акцептор електрошв у процеа анаеробного дихання за концентрацш 1,74-10,41 мМ MnO2 у середовище Виявлено майже вдвiчi нижчий вихщ бiомаси за використання бакгерiями манган (IV) оксиду, порiвняно з використанням ними ферум (III) цитрату та фумарату за вах дослщжених конценгрaцiй акцепторiв елекIронiБ у середовище

3 2,5 в 2 *

S 1,5 1 -

0,5 0

w

А

0

1,74 MM ■ 3,47 MM —A— 5,21 MM —•—6,94 MM —*— 10,41 mM

3

2,5

1,5 -

0,5

2 4 6 8

Tp^amc^. культивування, дoби

3

2,5

10

2

♦ 1,74 MM ■ 3,47 MM —A— 5,21 MM —•—6,94 MM —Ж— 10,41 mM

2 4 6 8

Tp^amc^. культивування, дoби

10

ä 1,5

1 -

0,5

* 1,74 mm ■ 3,47 mm

—A— 5,21 mm

• 6,94 mm —*— 10,41 mm

2 4 6 8

Tp^amc^. культивування, дoби

10

2

0

0

Рис. 3. Нaгрoмaдження бioмaси D. acetoxidans 1MB B-7384 (А), Desulfuromonas sp. Yavor-5 (Б), Desulfuromonas sp. Yavor-7 (B) шд чaс рoсту у сере.ювищ! i3 фумaрaтoм 3a р1зних KoiiiicimpaiiiM, цисте^м (0,2 г/л) тa iia'i piii цитрaтoм (17,86 мM)

Таблиця 1

Bi.iiioii. iciiim Fe3+ бaктеpiями п1д чaс podj в с-средснший i3 C6H5O7Fe, цисте'^гом (0,2 г/л) тa impin цитpaтoм (17,86 hM)

Таблиця 2

Утвopення Fe2+ бяктер1ями тсля 10 д16 poeij у с-средснший i3 C6H5O7Fe (3,47 mM), цистеУтом (0,2 г/л) i impin цитpaтoм (17,86 mM)

Tpmanicib культивування, дoбa Пoчaткoвa кoнцeнIpaцiя Fe3+ y cepeдoвищi, mM

1,74 1 3,47 1 5,21 1 6,94 | 10,41

D. acetoxidans IMB B-7384

0 + + + + +

2 + + + + +

4 + + + + +

6 + + + + +

8 - + + + +

10 - - - - -

Desulfuromonas sp. Yavor-5

0 + + + + +

2 + + + + +

4 + + + + +

6 + + + + +

8 - - + + +

10 - - - - -

Desulfuromonas sp. Yavor-7

0 + + + + +

2 + + + + +

4 + + + + +

6 + + + + +

8 - - - + +

10 - - - - -

noHarniBa

Romtemprnk Fe3+ Koнцeнтpaцiя Fe2+, mM Fe2+, %

y cepeдoвищi, mM

D. acetoxidans IMB B-7384

1,74 1,73 i 0,03 99,4 i 0,1

3,47 3,42 i 0,02 98,6 i 0,3

5,21 5,17 i 0,04 99,3 i 0,2

6,94 6,88 i 0,05 99,1 i 0,4

10,41 10,34 i 0,03 99,3 i 0,2

Desulfuromonas sp. Yavor-5

1,74 1,73 i 0,01 99,8 i 0,1

3,47 3,45 i 0,03 99,4 i 0,2

5,21 5,19 i 0,05 99,6 i 0,1

6,94 6,91 i 0,04 99,6 i 0,3

10,41 10,35 i 0,02 99,4 i 0,2

Desulfuromonas sp. Yavor-7

1,74 1,74 i 0,01 100,0 i 0,4

3,47 3,46 i 0,02 99,7 i 0,2

5,21 5,20 i 0,04 99,8 i 0,2

6,94 6,93 i 0,03 99,9 i 0,1

10,41 10,38 i 0,02 99,7 i 0,3

Прим1тки: "+" - наявшсть Fe3+ у cepeдoвищi; "-" - вдоут-нicть Fe3+ у cepeдoвищi.

Бюмаса, г/л

ь s

вода ферум (III) цитрату та нерозчинного тролюзиту (манган (IV) оксиду) бактериями роду Desulfuromonas вщбуваеться з р1зною штенсивтстю, у донних вщкладах вщновлення сполук перехщних важких металв мшрооргашзмами вщграе важливу роль у процеа окис-нення органчних субстрапв (Lovley, 2006; Richter et al., 2012; Gescher and Kappler, 2013).

Таблиця 3

Ввдновлення Mn4+ бактертми пд час росту у середовш i ii з MnO2, цисте1ном (0,2 г/л) i натрш лактатом (17,86 мМ)

npHMiTKH: "+" - HaaBHicTb Mn4+ y cepegoBH^i; "-" - BigcyT-HicTb Mn4+ y cepegoBH^i.

BuBneHHa $i3ionoro-6ioxiMMHHx BnacraBocieft miaMy Desulfuromonas sp. Yavor-7, aKuft HarpoMag®yBaB Haftoinb-my 6ioMacy nig Mac pociy b cepegoBH^i 3 ioHaMH $epyMy (III) Ta MaHraHy (IV) 3a ycix KoHuempauiH, nopiBHaHo 3 iHmHMH miaMaMH, yaBnaeibca HaftgouinbHimHM gna no-ganbmux gocnig^eHb i3 MeioM 6inbm noBHoro po3KpHTia ftoro 6ioTexHonoriMHoro noieHuiany.

BlICIIOBK'll

BugineHi 3 o3epa ^BopiBcbKe miaMH cipKoBigHoBHHx 6aKiepiH BHKopHcioByMTb ioHH ^epyMy (III) Ta MaHraHy (IV) aK aKuenTopu enerapomB y npoueci aHaepo6Horo guxaHHa 3a KoHuempauiH 1,74-10,41 mM CftOvFe i MnO2 y cepego-BH^i. CTiHKicib go bhcokhx KoHuempauiH gocnig®eHHx cno-nyK Ba®KHx MeianiB (go 10,41 mM) 3a6e3nenye 6aKTepiaM 3gaiHicTb BH®HBaiH b 3a6pygHeHHx cepegoBH^ax. Bugjnem miaMH Mo®yTb 6yTH BHKopHciaHi gna po3po6neHHa TexHonorift peMegiauii goBKuma Big cnonyK cynb^ypy Ta Ba®Kux MeianiB.

Bi6^iorpa$iHMi iiocm. iaiiim

Aklujkar, M., Coppi, M.V., Leang, C., Kim, B.C., Chavan, M.A.,

Perpetua, L.A., Giloteaux, L., Liu, A., Holmes, D.E., 2013. Pro-

teins involved in electron transfer to Fe (III) and Mn (IV) oxides by Geobacter sulfurreducens and Geobacter uraniireducens. Microbiology 159(3), 515-535.

Bilyy, O.I. Vasyliv, O.M., Hnatush, S.O., 2014. The anode biocatalyst with simultaneous transition metals pollution control. Technology and application of microbial fuel cells. InTech, Rijeka, Croatia.

Cologgi, D.L., Lampa-Pastirk, S., Speers, A.M., Kelly, S.D., Reguera, G., 2011. Extracellular reduction of uranium via Geobacter conductive pili as a protective cellular mechanism. Proc. Natl. Acad. Sci. USA 108, 15248-15252.

Dey, U., Chatterjee, S., Mondal, N.K., 2016. Isolation and characterization of arsenic-resistant bacteria and possible application in bioremediation. Biotechnology Reports 10, 1-7.

Fitzgeralda, L.A., Petersenb, E.R., Learyc, D.H., Nadeaud, L.J., Sotoe, C.M., Rayf, R.I., Littlef, B.J., Ringeisena, B.R., John-sond, G.R., Vorae, G.J., Bifingera, J.C., 2013. Shewanella fri-gidimarina microbial fuel cells and the influence of divalent cations on current output. Biosens. Bioelectron. 40(1), 102-109.

Fonseca, B.M., Paquete, C.M., Neto, S.E., Pacheco, I., Soares, C.M., Louro, R.O., 2013. Mind the gap: Cytochrome interactions reveal electron pathways across the periplasm of She-wanella oneidensis MR-1. Biochem. J. 449(1), 101-108.

Gescher, J., Kappler, A., 2013. Microbial metal respiration: From geochemistry to potential applications. Springer-Verlag, Berlin Heidelberg.

Gralnick, J.A., 2012. On conducting electron traffic across the periplasm. Biochm. Soc. Trans. 40(6), 1178-1180.

Gudz, S.P., Peretiatko, T.B., Moroz, O.M., Hnatush, S.O., Klym, I.R., 2011. Rehulyuvannya rivnya sul'fativ, sirkovodnyu ta vazhkykh metaliv u tekhnohennykh vodoymakh sulfatvid-novljuval'nymy bakterijamy [Regulation of sulfates, hydrogen sulfide and hard metals level in technogenic reservoirs by sulfate reducing bacteria]. Microbiologichny Zhurnal 73(2), 33-38 (in Ukrainian).

Gudz, S.P., Hnatush, S.O., Moroz, O.M., Peretiatko, T.B., Vasyliv, O.M., 2013. Svidotstvo pro deponuvannya shtamu bakteriy Desulfuromonas acetoxidans Ya-2006 u Depozytariyi Instytutu mikrobiolohiyi i virusolohiyi im. D. K. Zabolotnoho NAN Ukray-iny z nadannyam reyestratsiynoho nomeru IMV V-7384 [Certificate of deposition of bacteria Desulfuromonas acetoxidans Ya-2006 strain in the Depository of D.K. Zabolotny Institute of Microbiology and Virology of the NAS of Ukraine with appropriation of registration number IMV V-7384] (in Ukrainian).

Gudz, S.P., Hnatush, S.O., Yavorska, G.V., Bilinska, I.S., Bor-sukevych, B.M., 2014. Praktykum z mikrobiologii [Workshop on microbiology]. Lviv. Nac. Univ. imeni Ivana Franka. Ser. Biol. Stud., Lviv (in Ukrainian).

Harris, D.S., 2003. Quantitative chemical analysis. W.H. Freeman, New York.

Iwahori, K., Watanabe, J., Tani, Y., Seyama, H., Miyata, N., 2014. Removal of heavy metal cations by biogenic magnetite nanoparticles produced in Fe(III)-reducing microbial enrichment cultures. J. Biosci. Bioeng. 117(3), 333-335.

Karavajko, G.I., Kuznetsov, S.I., Golomzyk, A.I., 1972. Rol' mik-roorganyzmov v vyshhelachyvanyy metallov iz rud [The role of microorganisms in release of metals from minerals]. Nauka, Moscow (in Russian).

Kiran, M.G., Pakshirajan, K., Das, G., 2016. Heavy metal removal from multicomponent system by sulfate reducing bacteria: Mechanism and cell surface characterization. J. Hazard. Mater. In press.

Kreshkov, A.P., 1961. Osnovy analytycheskoj himyy [Basis of аnalytical chemistry]. Goshimizdat, Moscow (in Russian).

Lengeler, J., Drevs, G., Schlegel, G., 2005. Sovremennaja mik-robyologyja: Prokaryoty [Modern Microbiology: Prokaryotes]. Mir, Moscow (in Russian).

Limcharoensuk, T., Sooksawat, N., Sumarnrote, A., Awutpet, T., Kruatrachue, M., Pokethitiyook, P., Auesukaree, C., 2015. Bioaccumulation and biosorption of Cd2+ and Zn2+ by bacteria iso-

Тривалють Початкова концентрация Mn4+

культивування, у середовищ!, мМ

доби 1,74 3,47 5,21 6,94 10,41

D. acetoxidans 1MB В-7384

0 + + + + +

2 + + + + +

4 + + + + +

6 + + + + +

8 + + + + +

10 + + + + +

Desulfuromonas sp. Yavor-5

0 + + + + +

2 + + + + +

4 + + + + +

6 + + + + +

8 + + + + +

10 + + + + +

Desulfuromonas sp. Yavor-7

0 + + + + +

2 + + + + +

4 + + + + +

6 + + + + +

8 + + + + +

10 + + + + +

lated from a zinc mine in Thailand. Ecotox. Environ. Safe. 122, 322-330.

Liu, L., Lee, D.-J., Wang, A., Ren, N., Su, A., Lai, J.-Y., 2016. Isolation of Fe (III)-reducing bacterium, Citrobacter sp. LAR-1, for startup of microbial fuel cell. Int. J. Hydrogen Energ. 41(7), 4498-4503.

Lovley, D., 2006. Dissimilatory Fe (III)- and Mn (IV)-reducing pro-karyotes. The Procaryotes. Springer-Verlag, LLC, New York.

Lovley, D.R., 1995. Microbial reduction of iron, manganese and other metals. Adv. Agron. 54, 175-231.

Lovley, D.R., Giovannoni, S.J., White, D.C., Champine, J.E., Phillips, E.J. P., Gorby, Y.A., Goodwin, S., 1993. Geobacter metallire-ducens gen. nov. sp. nov., a microorganism capable of coupling the complete oxidation of organic compounds to the reduction of iron and other metals. Arch. Microbiol. 159, 336-344.

Mardanov, A.V., Slododkina, G.B., Slobodkin, A.I., Beletsky, A.V., Gavrilov, S.N., Kublanov, I.V., Bonch-Osmolovskaya, E.A., Skryabin, K.G., Ravin, N.V., 2015. The Geoglobus acetivorans genome: Fe (III) reduction, acetate utilization, autotrophic growth, and degradation of aromatic compounds in a hyperthermophilic archaeon. Appl. Environ. Microbiol. 81(3), 1003-1012.

Moroz, O., Gul', N., Galushka, A., Zvir, G., Borsukevych, B., 2014. Vykorystannja riznyh akceptoriv elektroniv bakterijamy Desul-furomonas sp., vydilenymy z ozera Javorivs'ke [Different electron acceptors usage by bacteria of Desulfuromonas sp. isolated from Yavorivske Lake]. Visn. Lviv. Univ. Ser. Biol. 65, 322334 (in Ukrainian).

Moroz, O.M., 2013. Utvorennja gidrogen sul'fidu sirkovidnovlju-val'nymy bakterijamy za vplyvu solej vazhkyh metaliv [Hydrogen sulfide production by sulfur reducing bacteria under the influence of hard metals]. Visn. Lviv. Univ. Ser. Biol. 61, 154165 (in Ukrainian).

Moroz, O.M., Peretiatko, T.B., Klym, I.R., Borsukevych, B.M., Yavorska, G.V., Kulachkovsky, A.R., 2013. Sirkovidnovlju-val'ni bakterii' ozera Javorivs'ke: Dejaki morfologichni, kul'tural'ni i fiziologichni osoblyvosti [Sulfur reducing bacteria from Yavorivske Lake: Some morphological, cultural and physiological peculiarities]. Nauk. Visn. Uzhgorod. Univ. Ser. Biol. 35, 34-41 (in Ukrainian).

Moroz, O.M., Yavorska, G.V., Muravel', N.O., Klym, I.R., 2012. Vidnovlennja ferumu (III) sulfatvidnovljuval'nymy i sirkovid-novljuval'nymy bakterijamy [Reduction of ferrum (III) by sulfate reducing and sulfur reducing bacteria]. Studia Biologica 6(2), 161-172 (in Ukrainian).

Mustapha, M.U., Halimoon, N., 2015. Screening and isolation of heavy metal tolerant bacteria in industrial effluent. Procedia Environ. Sci. 30, 33-37.

Qian, X., Mester, T., Morgado, L., Arakawa, T., Sharma, M.L., Inoue, K., Joseph, C., Salgueiro, C.A., Maroney, M.J., Lovley, D.R., 2011. Biochemical characterization of purified OmcS, a c-type cytochrome required for insoluble Fe (III) reduction in Geobacter sulfurreducens. Biochim. Biophys. Acta 1807(4), 404-412.

Rabus, R., Venceslau, S.S., Wohlbrand, L., Voordouw, G., Wall, J.D., Pereira, I.A.C., 2015. A post-genomic view of the eco-physiology, catabolism and biotechnological relevance of sulphate-reducing prokaryotes. Chapter 2. Adv. Microb. Physiol. 66, 55-321.

Richter, K., Schicklberger, M., Gescher, J., 2012. Dissimilatory reduction of extracellular electron acceptors in anaerobic respiration. Appl. Environ. Microbiol. 78(4), 913-921.

Roden, E.E., Lovley, D.R., 1993. Dissimilatory Fe (III) reduction by the marine microorganism Desulfuromonas acetoxidans. Appl. Environ. Microbiol. 59, 734-742.

Schicklberger, M., Bucking, C., Schuetz, B., Heide, H., Gescher, J., 2011. Involvement of the Shewanella oneidensis decaheme cy-tochrome MtrA in the periplasmic stability of the beta-barrel protein MtrB. Appl. Environ. Microbiol. 77, 1520-1523.

Si, Y., Zou, Y., Liu, X., Si, X., Mao, J., 2015. Mercury methylation coupled to iron reduction by dissimilatory iron-reducing bacteria. Chemosphere 122, 206-212.

Smirnova, G.F., Podgorsky, V.S., 2013. Vosstanovlenie hromatov Pseudomonas sp. sht. 10 v prisutstvii nekotoryh tjazhjolyh met-allov i al'ternativnyh akceptorov jelektronov [Chromates reducing by Pseudomonas sp. str. 10 in presence of some heavy metals and alternative electron acceptors]. Microbiologichny Zhurnal 75(4), 8-12 (in Russian).

Tebo, B.M., 1995. Metal precipitation by marine bacteria: Potential for biotechnological applications. Genetic engineering - principles and methods. Plenum Press, New York.

Tebo, B.M., Obraztsova, A.Y., 1998. Sulfate-reducing bacterium grows with Cr (VI), U (VI), Mn (IV), and Fe (III) as electron acceptors. FEMS Microbiol. Lett. 162, 193-198.

Tremblay, P.-L., Summers, Z.M., Glaven, R.H., Nevin, K.P., Zengler, K., Barrett, C.L., Qiu, Y., Palsson, B.O., Lovley, D.R., 2011. A c-type cytochrome and a transcriptional regulator responsible for enhanced extracellular electron transfer in Geobacter sulfurreducens revealed by adaptive evolution. Environ. Microbiol. 13(1), 13-23.

Tsvetkova, N.M., Pakhomov, O.Y., Serdyuk, S.M., Yakyba, M.S., 2016. Biologichne riznomanittja Ukrajiny. Dnipropetrovs'ka oblast'. Grunty. Metaly u gruntah [Biological diversity of Ukraine. The Dnipropetrovsk region. Soils. Metalls in the soils]. Lira, Dnipropetrovsk (in Ukrainian).

Viti, C., Marchi, E., Decorosi, F., Giovannetti, L., 2014. Molecular mechanisms of Cr (VI) resistance in bacteria and fungi. FEMS Microbiol. Rev. 38(4), 633-659.

Wang, Q., Ding, D., Hu, E., Yu, R., Qiu, G., 2008. Removal of SO42-, uranium and other heavy metal ions from simulated solution by sulfate reducing bacteria. T. Nonferr. Metal. Soc. 18(6), 1529-1532.

Wang, W., Feng, Y., Tang, X., Li, H., Du, Z., Yi, A., Zhang, X., 2015. Enhanced U(VI) bioreduction by alginate-immobilized uranium-reducing bacteria in the presence of carbon nanotubes and anthraquinone-2,6-disulfonate. J. Environ. Sci. 31, 68-73.

Wilkins, M.J., Callister, S.J., Miletto, M., Williams, K.H., Nicora, C.D., Lovley, D.R., Long, P.E., Lipton, M.S., 2011. Development of a biomarker for Geobacter activity and strain composition; proteogenomic analysis of the citrate synthase protein during bioremediation of U (VI). Microb. Biotechnol. 4(1), 55-63.

Zhuang, K., Ma, E., Lovley, D.R., Mahadevan, R., 2012. The design of long-term effective uranium bioremediation strategy using a community metabolic model. Biotechnol. Bioeng. 109(10), 2475-2483.

Hadiümna do редкоnегlí 07.03.2016