Stimulatory and inhibitory effects of heavy metal divalent ions on Enterococcus hirae cell growth and redox potential changes - Z. A. Vardanyan (ՀՀ ԳԱԱ հրատ.)
Enterococcus hirae grows well under anaerobic conditions at alkaline pH (pH 8.0) fermenting glucose to produce acids. In the current paper we have shown that various divalent heavy metal ions have different effects on E. hirae cell growth. It was revealed that copper (II) ions (within the range of 0.05 mM 1 mM) inhibit bacterial growth by decreasing specific growth rate and increasing lag phase duration while manganese (II) ions have opposite effects on bacterial growth. These effects have a concentration-dependent manner. Copper (II) and manganese (II) ions also affect the changes in Eh values during bacterial growth. Moreover, as in the case of cell growth, these ions have opposite effects on redox potential changes. At the same time cobalt (II) ions has shown no influence either on E. hirae growth, or on Eh changes during bacterial growth. Such results indicate that specific action mechanisms can be evaluated here. It is suggested that heavy metal ions can affect directly bacterial membrane or these effects can be mediated through oxidation-reduction potential. Enterococcus hirae անաերոբ բակտերիաները ունակ են աճել հիմնային pH-ի պայմաններում` խմորելով գլյուկոզը, ինչի արդյունքում առաջանում են թթուներ: Ներկայացված աշխատանքում ցույց է տրվել, որ տարբեր ծանր մետաղների երկվալենտ իոններ ազդում են այս բակտերիաների աճման վրա: Ցույց է տրվել, որ 0.05-1 մՄ պղնձի (II) իոնների ավելացումը աճման միջավայր հանգեցնում է E. hirae աճման տեսակարար արագության նվազեցման և լագ փուլի տևողության երկարացման: Միևնույն կոնցենտրացիայով մանգանի (II) իոնների ավելացումն ունի հակառակ` խթանիչ ազդեցություն բակտերիաների աճման վրա: Պղնձի և մանգանի երկվալենտ իոններն ազդում են նաև աճման ընթացքում օքսիդավերականգնողական պոտենցիալի փոփոխության վրա, ընդ որում այս դեպքում ևս հաստատվել է, որ երկու իոններն ունեն հակառակ ազդեցություն: Միևնույն ժամանակ կոբալտի երկվալենտ իոններն ընդհանրապես չեն ազդում բակտերիաների աճման և օքսիդավերականգնողական պոտենցիալի փոփոխության վրա: Այս արդյունքները վկայում են այն մասին, որ տեղ ունեն ազդեցության յուրահատուկ մեխանիզմներ: Հնարավոր է, որ ծանր մետաղներն ազդում են անմիջապես բակտերիալ թաղանթների վրա կամ այսպիսի ազդեցությունը միջնորդված է օքսիդավերականգնողական պոտենցիալի միջոցով: Анаэробные бактерии Enterococcus hirae хорошо растут в щелочной среде, в процессе чего происходит брожение глюкозы и выделение кислот. В нашей работе представлены данные о влиянии разных двухвалентных ионов тяжелых металлов на рост этих бактерий. Было выявлено, что ионы меди ингибируют рост бактерий, удлиная продолжительность лаг фазы и уменьшая удельную скорость роста. Та же концентрация ионов марганца, наоборот, ускоряет рост. Эти ионы также имеют обратное воздействие и на изменение редокс потенциала во время роста бактерий. В то же время двухвалентные ионы кобальта никак не влияют и на рост бактерий, и на изменение редокс потенциала. Полученные данные свидетельствуют о том, что имеют место специфические механизмы воздействия. Возможно прямое влияние этих ионов на бакте- риальную мембрану или такое воздействие может быть опосредовано окислительно-восстановительным потенциалом.
Keywords: Biology; Biotechnology