Роль метаболитов в растворении металлов Роль метаболитов в растворении металлов

Важную роль в растворении металлов играют аминокислоты, пептиды, белки и нуклеиновые кислоты. Эти вещества образуются в результате микробного синтеза. Например, из аминокислот активно растворяют золото − аспаргин, глицин, аспаргиновая кислота, гистидин, серин, фенилаланин, из белков – соле- и щелочерастворимые (протамины и глобу-лины), из пептидов – кислые и щелочные, из нуклеиновых кислот – ДНК.

Почвенные бактерии Bacillus Thiobacillus ferrooxidans, Bacillus mesentericus, Pseudomonas liquifaciens выделяют органические кислоты. Бактерия Chromobacterium violaceum выделяет цианиды. Продуцируемые микроорганизмами вещества могут играть роль лигандов в процессе комплексообразования.

В состав органического вещества бактерий входят химические элементы: C, H, O, N, S и P, а также Na, K, Ca, Mg, Fe и Cl. Однако микробная клетка может аккумулировать и другие химические элементы – Ag, Al, B, Cu, Ni, Si, Sn. Некоторые химические элементы (B, Be, Hg, Ca, Cd, Cu, Cr, Co, Si и Mg), присутствуя в средах в ультраследовых количествах в виде хлоридов, стимулируют рост ряда микроорганизмов.

Образовавшиеся в результате жизнедеятельности микроорганизмов аминокислоты способны переводить в растворенное состояние многие металлы из их трудно растворимых соединений. В табл. 7 приводятся данные по растворению карбонатов и сульфидов кобальта, меди, марганца, никеля и цинка с помощью аминокислот.

Таблица 7

Количество металла (мг), выделенное аминокислотами из нерастворимых карбонатов и сульфидов на каждый грамм аминокислоты

Металл

Аминокислоты

Аспаргиновая

Глицин

Фенилаланин

Карбонат

Сульфид

Карбонат

Сульфид

Карбонат

Сульфид

1

2

3

4

5

6

7

Co

236,8

155,0

213,3

198,0

31,5

Н.р.


Продолжение таблицы 7


1

2

3

4

5

6

7

Cu

188,0

19,5

300,0

68,0

151,5

8,7

Mn

3,7

18,8

3,1

Н.р.

1,6

12,1

Ni

285,7

58,6

440,0

98,6

41,0

Н.р.

Zn

75,0

Н.р.

46,6

Н.р.

11,4

Н.р.

Примечание: Н.р. – нерастворим.

Необходимо также отметить роль аминов в образовании комплексных соединений с кобальтом, никелем, медью, железом, ураном. Амины образуются в природных условиях при разложении органических веществ.

Соединения связанного азота способны связывать и переносить целый ряд химических элементов. На рис. 1 приведена зависимость количества металла m, выделенного аспаргиновой аминокислотой из нерастворимых карбонатов на каждый грамм кислоты, от энергии связи металла. Под энергией связи понимают энергию, которую необходимо затратить на разделение твердого тела на отдельные атомы при 0 оК.

По-видимому, важную роль при этом играют процессы комплексообразования, а аминокислоты выступают в качестве лигандов.

Комплексообразование несет ответственность за накопление определенных металлов в растениях. Этот процесс отличается высокой селективностью. На рис. 2 представлена зависимость логарифма содержания металлов в растениях в функции энергии связи металла.

Роль метаболитов в растворении металлов

Рис. 1. Зависимость количества металла m, растворенного аспаргиновой кислотой из нерастворимых карбонатов на каждый грамм кислоты от энергии связи металла. Коэффициент корреляции R = 0,76

Роль метаболитов в растворении металлов

Рис. 2. Зависимость логарифма содержания металлов в растениях log m в функции энергии связи. Коэффициент корреляции R = 0,71

Практический интерес представляет растворение золота в продуктах метаболизма микроорганизмов. Такие аминокислоты, как аспаргин, глицин, аспаргиновая кислота, гистидин, серин, фенилаланин, аланин, растворяют золото. Золото также растворяется с помощью белков (протаминов и глобулинов), пептидов, нуклеиновых кислот (ДНК). Золото растворяется в продуктах метаболизма микроорганизмов только в щелочной среде. В кислой среде золото восстанавливается до металла или происходит образование трудно растворимых соединений.

  • Читать все новости