БИОМАССА Как источник энергии

МЕТАНОГЕНЫ

В анаэробном разложении сложных органических веществ существен­ную роль играют метаногены, так как они являются единственными ор­ганизмами, способными вызвать катаболизм уксусной кислоты и водо­рода с образованием газообразных продуктов в отсутствие солнечной энергии или экзогенных акцепторов электрона (кислорода, сульфата, ни­трата). Без участия метаногенов эффективное расщепление сложных ор­ганических соединений практически становится невозможным из-за на­копления негазообразных восстановленных жирных кислот и спиртов, которые содержат почти столько же энергии, сколько ее содержится в исходном субстрате.

Метаногены представляют собой уникальную группу бактерий, включающую различные виды с совершенно разной формой и структу­рой клеток [6, 14-16]. Для роста метаногенов необходимы строго анаэ­робные условия: микроорганизмы могут расти только в отсутствие кис­лорода при окислительно-восстановительном потенциале ниже 300 мВ. Требования к питательным веществам для этих микроорганизмов про­сты-рост большинства видов происходит в среде минеральных солей, СО2, аммиака и сульфидов, которые соответственно являются основны­ми источниками углерода, азота и серы. Аммиак имеет важное значение для роста, и ни один из известных видов бактерий не использует в каче­стве основного источника азота аминокислоты или пептиды [17]. Что касается сульфидов, то лишь немногие виды бактерий могут использо­вать цистеин в качестве источника серы [17]. Некоторые виды бактерий требуют добавления одного или более соединений (уксусной кислоты, 2-метилового эфира масляной кислоты), а также кофермента M, вита­мина В, аминокислот [6, 14-17]. В результате распада клеток, а возмож­но, и выделения метаногенами соединений обеспечиваются образование значительного количества питательных веществ (аминокислоты, вита­мина В) и создание условий для роста неметаногенных микроорганиз­мов [18-20]. Последние содержат различные коферменты: кофермент 420, играющий роль переносчика электрона; кофермент М, принимаю­щий участие в реакциях по переносу метальной группы; гормон В, тер­мостабильный кофактор с молекулярной массой примерно 1000, тре­бующийся для ферментативного образования СН4 из метил-кофермента М, и, по-видимому, другие коферменты [14]. Полученные недавно данные свидетельствуют о том, что причиной синтеза аденозин-5-три- фосфата может быть фосфорилирование, связанное с переносом элек­тронов [21, 22].