Анотація до роботи:

Перетятко Т.Б. Екологічне значення сульфатвідновлювальних бактерій штучних водойм (на прикладі Яворівського родовища сірки). – Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата біологічних наук за спеціальністю 03.00.16 – екологія (біологічні науки). – Інститут агроекології НАН України, Київ, 2007.

Вперше проведений екологічний моніторинг сульфатвідновлювальних бактерій у водоймі, що знаходиться на території сіркових родовищ Прикарпаття. Встановлено, що їх кількість у водоймі сірковидобувного регіону в десятки тисяч разів перевищує їх чисельність в озерах Шацького національного природного парку та озер заповідника “Розточчя”. Із водойми Яворівського сіркового родовища виділені культури бактерій, які ефективно здійснюють дисиміляційне відновлення сульфатів. Виділені бактерії ідентифіковані як Desulfovibrio desulfuricans.

Встановлені оптимальні умови для росту D. desulfuricans Ya-11. Температурний оптимум знаходиться в області 28-35⁰ С, рН - 7,5-8,0. Клітини D.desulfuricans Ya-11 чутливі до наявності кисню, однак короткотривала експозиція з киснем не призводить до їх загибелі.

Вивчено динаміку використання виділеними культурами сульфатів і перетворення їх до сірководню. Найбільш ефективне його утворення спостерігалося у штаму D. desulfuricans Ya-11. Максимальне утворення сульфіду мало місце при концентрації сульфату 16,3 мМ. Високі концентрації сірководню виявляють інгібуючу дію на ріст D. desulfuricans Ya-11.

Досліджена АФС-редуктазна активність D. desulfuricans Ya-11. Понад 80% активності ферменту виявлено у розчинній фракції. АФС-редуктазна активність клітин в процесі росту регулюється концентрацією сульфату в середовищі і залежить від наявності АМФ. Максимальна активність ферменту спостерігається при 30⁰ С і рН середовища 9,5.

Сірководень виявляє токсичну дію на D. desulfuricans і S. сerevisiae, а у
S. typhimurium та S. сerevisiae він індукує утворення мутацій.

У дисертації вивчена екологія сульфатвідновлювальних бактерій, досліджені мікробіологічні і хімічні характеристики водойми Яворівського сіркового родовища, морфо-фізіологічні та біохімічні властивості виділених культур сульфатвідновлювальних бактерій, що дозволило з’ясувати їх роль у процесі нагромадження сірководню та вивченню його впливу на про- і еукаріотичну мікробіоту.

1. Проведений екологічний моніторинг сульфатвідновлювальних бактерій у водоймах Яворівського сіркового родовища та озер Пісочне та Світязь Шацького національного природного парку і заповідника “Розточчя”, який показав, що їх кількість у водах сірковидобувного регіону на чотири порядки вища, ніж у водоймах, що не зазнали техногенного впливу, пов’язаного з видобутком сірки.

2. Промисловий відкритий спосіб видобутку сірки сприяє нагромадженню значних кількостей сульфатів у водоймі Яворівського сіркового родовища. Їх рівень у три рази перевищує гранично допустимі концентрації; вони активізують розвиток і діяльність сульфатвідновлювальних бактерій, що супроводжується нагромадженням сірководню у навколишньому середовищі до 80 мг/л.

3. Із водойми Яворівського сіркового родовища виділено 15 штамів сульфатвідновлювальних бактерій, які на основі морфо-фізіологічних та біохімічних властивостей ідентифіковані як Desulfovibrio desulfuricans.

4. Вивчена аутекологія найбільш активного штаму D. desulfuricans Ya-11, оптимальні умови росту і розвитку якого: температура – 28-35⁰ С, рН – 7,5-8,0, відсутність вільного кисню у середовищі.

1. Донорами електронів для виділених бактерій можуть слугувати молекулярний водень, лактат, піруват, глюкоза, етанол, фумарат, цитрат і деякі амінокислоти; акцептором електронів служить сульфат. Сірка не використовується ними як акцептор електронів. Усі виділені культури в процесі росту нагромаджують у середовищі ацетат. Виділені штами здатні до хемолітогетеротрофного росту. Вони окиснюють молекулярний водень і використовують ацетат і вуглекислий газ на асиміляційні потреби.

2. Показано, що виділені культури в процесі росту утворюють сірководень, кількість якого еквімолярна кількості засвоєного сульфату.

3. У D. desulfuricans Ya-11 виявлена висока активність АФС-редуктази. Максимальна активність ферменту спостерігається за температури 30⁰ С і рН - 9,5. АФС-редуктаза D. desulfuricans Ya-11 виявляє нуклеотидну специфічність до АМФ. При заміні АМФ на інші нуклеотиди активність ферменту знижувалась у 3-15 разів. До 80% активності АФС-редуктази виявлено у цитоплазмі. Синтез АФС-редуктази регулюється концентрацією сульфату у середовищі.

4. Встановлено, що сірководень пригнічує ріст і відновлення сульфату у
   D. desulfuricans Ya-11. За наявності в середовищі 6 ммоль сірководню спостерігається повне пригнічення росту і відмирання клітин. Присутність сірководню у середовищі викликає появу зворотніх мутантів у S. typhimurium і ауксотрофних мутантів у S. cerevisiae.

Публікації автора:

1. Гудзь C.П., Гнатуш С.О., Перетятко Т.Б., Паляниця Б.Ю., Коструба М.Ф., Подопригора О.І., Клим І.Р. Динаміка змін титру сульфатвідновлювальних бактерій та вмісту сульфатів і сірководню у водах кар’єру Яворівського сіркового родовища в процесі його затоплення // Вісник Львів. ун-ту. Серія біол. – 2004. – Вип. 37. – С. 185-189 (Узагальнення літературних джерел, проведення експериментальної роботи, участь у написанні статті).

2. Перетятко Т.Б., Галушка А.А., Гнатуш С.О., Мороз О.М., Подопригора О.І., Клим І.Р., Гудзь С.П. Використання органічних сполук сульфатвідновлювальними бактеріями роду Desulfovibrio // Науковий вісник Ужгородського університету. Серія Біологія. – 2006. – Вип. 18. - С. 157-160 (Аналіз та узагальнення літературних даних, проведення мікробіологічних досліджень, узагальнення та інтерпретація результатів, участь у написанні статті).

3. Перетятко Т.Б., Гнатуш С.О., Гудзь С.П. Сульфатвідновлювальні бактерії Яворівського сіркового родовища // Мікроб. журнал. – 2006. – Т. 68, № 5. - С. 87-93 (Проведення експериментальної роботи, аналіз та узагальнення літературних джерел, аналіз результатів, участь у написанні статті).

4. Галушка А.А., Перетятко Т.Б., Гудзь С.П. Бактерії циклу сірки та їх роль у природі // Вісник Львів. ун-ту. Серія біол. – 2007. – Вип. 43. – С. 61-77 (Участь в аналізі даних і написанні статті).

5. Перетятко Т.Б., Гнатуш С.О., Гудзь С.П. Утворення сульфіду Desulfovibrio desulfuricans Ya-11 за різних умов культивування // Вісник Львів. ун-ту. Серія біол. – 2007. – Вип. 43. – С. 180-184 (Проведення експериментальної роботи, аналіз та узагальнення літературних джерел, аналіз результатів, участь у написанні статті).

6. Перетятко Т.Б., Гудзь С.П. АФС-редуктаза Desulfovibrio desulfuricans Ya-11 // Біологічний вісник. – Харків. – 2007. – Т. 11, № 1. – С. 64-66 (Аналіз та узагальнення літературних даних, проведення експериментальної роботи, інтерпретація отриманих результатів, участь у написанні статті).

7. Паляниця Б.Ю., Перетятко Т.Б., Мороз О.М., Кулачковський О.Р., Гудзь С.П., Гнатуш С.О. Морфофізіологічні особливості клітин культур сіркометаболізуючих бактерій // 1-й (Установчий) Український конгрес по клітинній біології (з міжнародним представництвом), Львів (Україна). – 25-28 квітня, 2004. – С. 262.

8. Перетятко Т.Б., Паляниця Б.Ю., Гудзь С.П., Гнатуш С.О., Мороз О.М., Кулачковський О.Р. Морфо-фізіологічні характеристики нових сіркоокиснюючих та сульфатредукувальних бактерій // ІІІ (Х) з’їзд Товариства мікробіологів України. – Одеса, ОНУ імені І.І. Мечнікова, 15-17 вересня 2004 р. – С. 229.

9. Паляниця Б.Ю., Перетятко Т.Б., Гудзь С.П., Гнатуш С.О., Яворська Г.В., Звір Г.І., Мороз О.М. Утворення сірководню клітинами культур сульфатредукувальних бактерій та його окиснення сіркоокиснюючими бактеріями // ІІІ (Х) з’їзд Товариства мікробіологів України. – Одеса, ОНУ імені І.І. Мечнікова, 15-17 вересня 2004 р. – С. 228.

10. Перетятко Т.Б., Гудзь С.П., Гнатуш С.О., Мороз О.М., Галушка А.А. Дисиміляційна сульфатредукція і утворення сірководню бактеріями, виділеними з водойм сіркових родовищ // Перша Міжнародна конференція студентів та аспірантів “Молодь і поступ біології”. - Львів, ЛНУ імені Івана Франка, 11-14 березня 2005 р. – С. 171.

11. Галушка А.А., Перетятко Т.Б. Продуктивність утворення сульфід-іону сульфатредукувальними бактеріями // ІХ Міжнародний медичний конгрес студентів і молодих учених. - Тернопіль, 21-22 квітня 2005 р. – с. 216.

12. Галушка А.А., Перетятко Т.Б., Гудзь С.П. Деякі закономірності сульфатредукції у водоймах сірковидобувних регіонів // Друга Міжнародна конференція студентів та аспірантів “Молодь і поступ біології”. - Львів, ЛНУ імені Івана Франка, 21-24 березня 2006 р. – С. 283.

13. Кучерепа О.І., Перетятко Т.Б., Мороз О.М., Звір Г.І. Сірковідновлювальні бактерії Desulfuromonas acetoxidans, виділені з Яворівського сіркового родовища // Друга Міжнародна конференція студентів та аспірантів “Молодь і поступ біології”. - Львів, ЛНУ імені Івана Франка, 21-24 березня 2006 р. – С. 300-301.

14. Перетятко Т.Б., Галушка А.А., Гудзь С.П. Диссимиляционная сульфатредукция в водоемах Прикарпатского месторождения серы // 10-я Пущинской международная школа-конференция молодых учених “Биология – наука ХХІ века”, посвященная 50-летию Пущинского научного центра РАН. - Пущино, 17-21 апреля 2006 г. - С. 206.

15. Halushka A., Peretjatko T., Gudz S. About the ability of hydrogen sulfide to cause mutations in Saccharomyces cerevisiae // The young scientists' and students' international scientific conference “Modern problems of Microbiology and Biotechnology”. - Odessa, 28-31, May 2007. - P. 15.

16. Перетятко Т.Б. Екологія сульфатвідновлювальних бактерій водойм Яворівського родовища сірки // Науково-практична конференція молодих учених “Екологічні проблеми сільськогосподарського виробництва”. – Київ, 22-24 травня 2007 р. – С. 86-87.