1.2.2. Характеристика пурпурних сіркобактерії

Група пурпурних бактерій, що налічує понад 50 видів, представлена одноклітинними організмами різної морфології. Довжина їх коливається від 1 до 20 мкм, ширина – від 0,3 до 6 мкм. Деякі види утворюють вирости. Серед пурпурних бактерій є нерухомі і рухомі форми. Рух здійснюється за допомогою одного або пучка джгутиків, розташованих зазвичай полярно. Більшість пурпурних бактерій розмножуються бінарним поділом, деякі види – брунькуванням. Клітини нерухомих форм, що розмножуються поперечним діленням в різних площинах, мають тенденцію формувати агрегати правильної геометричної форми.

Всі пурпурні бактерії забарвлюються негативно по Граму і, отже, мають складну будову клітинної стінки. Для клітин характерна добре розвинута система внутрішньоцитоплазматичних фотосинтетичних мембран, що є похідними ЦПМ і зберегли з нею зв'язок. Мембрани мають вигляд окремих бульбашок, трубок або пластинок (ламел), розташованих по периферії клітини і являють разом з ЦПМ єдину систему. Подібно багатьом еубактеріям, що живуть у товщі води в клітинах деяких нерухомих пурпурних бактерій містяться газові вакуолі. У якості запасних речовин виявлені вуглевод типу глікогену та полі-β-оксімасляна кислота. Група пурпурних бактерій досить гетерогенна щодо нуклеотидного складу ДНК. Молярний вміст ГЦ-пар коливається від 45 до 73%, хоча у більшості представників коливається в межах 61-73% [1].

Всі пурпурні бактерії характеризуються подібною будовою і функціонуванням фотосинтетичного апарату. Вони можуть рости на світлі в анаеробних умовах, здійснюючи фотосинтез безкисневого типу. Однак з цілого ряду фізіологічних особливостей, у тому числі і по використанню різних сполук в якості донора електронів при фотосинтезі, між представниками пурпурних бактерій виявлені значні відмінності. Тому на підставі ряду фізіологічних ознак групу поділяють на пурпурні сіркові і пурпурні несіркові бактерії [4].

Для пурпурних сіркобактерій основний спосіб існування – фотолітоавтотрофія. Всі представники цієї групи можуть зростати при освітленні в анаеробних умовах на середовищі з СО₂ в якості єдиного джерела вуглецю, використовуючи як донор електронів сульфід (H₂S). Багато видів можуть використовувати для цієї мети молекулярну сірку (S⁰), сульфіт (SO^3-), тіосульфат (S₂O₃^2-), молекулярний водень. Сульфід окислюється послідовно до молекулярної сірки або сульфату, при цьому глобули сірки відкладаються в периплазматичному просторі і вп’ячуваннях (інвагінатах) ЦПМ, які також є частиною цього простору. Виняток становлять види роду Ectothiorhodospira, що окислюють сульфід і тіосульфат до молекулярної сірки, але не накопичують останню в межах клітини. Представники цього роду виділяють сірку в середовище, а потім поглинають її і окислюють до SO₄^2-. Ферменти, що каталізують окислення відновлених сполук сірки, локалізовані в периплазматичному просторі і на зовнішній поверхні ЦПМ [6].

Пурпурні сіркобактерії виявляють досить обмежену здатність використовувати органічні сполуки. У більшості випадків останні служать додатковими джерелами вуглецю і рідко – донорами електронів. Всі види можуть фотометаболізувати ацетат і піруват, тільки деякі здатні існувати повністю фотоорганогетеротрофно.

Протягом тривалого часу пурпурні сіркобактерії вважали суворими анаеробами і облігатними фототрофами. Проте було показано, що спектр ставлення до молекулярного кисню в цій групі досить широкий. У більшості пурпурні сіркобактерії високо чутливі до О₂, однак і серед них є види, що ростуть у темряві в аеробних умовах на мінеральному середовищі або з використанням органічних сполук. Хемолітоавтотрофний ріст при низькому вмісті О₂ виявлено у ряді пурпурних сіркобактерій, асиміляційні СО₂ у відновному пентозофосфатному циклі, а енергію отримують в процесі дихання в результаті окислення сульфіду, тіосульфату, молекулярної сірки або Н₂ [4].

Для деяких представників родів Ectothiorhodospira і Thiocapsa відоме аеробне хемоорганогетеротрофне зростання. Органічні речовини в цьому випадку використовуються як джерела вуглецю та енергії. Остання запасається в процесі дихання. Деякі пурпурні сіркобактерії виявилися також здатними рости в темряві в анаеробних умовах (в атмосфері аргону або молекулярного водню), зброджуючи деякі цукри або органічні кислоти [5].