Effect of hydrogen sulfide at differential concentrations on the process of dissimilatory sulfate reduction by the bacteria Desulfovibrio piger

Abstract

The influence of hydrogen sulfide at differential concentrations on the dissimilatory sulfate reduction process by bacteria Desulfovibrio piger Vib-7 isolated from the human intestine has been studied. The significant inhibition of bacterial growth (up to 21% on the 60th hour of cultivation, compared with control) and their sulfate and lactate consumption as well as hydrogen sulfide and acetate production has already been observed in concentration of 1 mM H2S in the cultivation medium. In the presence of 2 and 3 mM H2S, the bacterial growth is inhibited by 53 and 70%, respectively, on the 60th hour of cultivation. The increasing concentrations up to 4 and 5 mM hydrogen sulfide have caused a violation of the dissimilatory sulfate reduction process of the studied D. piger Vib-7 strain. Complete inhibition of bacterial growth and significant inhibition of sulfate reduction (up to 98%, compared with control) have been shown at the highest concentration (7 mM) of hydrogen sulfide in the cultivation medium. Based on experimental data, surface models of dissimilatory sulfate reduction parameters (bacterial growth, sulfate and lactate consumption, and accumulation of hydrogen sulfide and acetate) under the influence of hydrogen sulfide different concentration by the D. piger Vib-7 were constructed. The isolated bacteria D. piger Vib-7 producing hydrogen sulfide and acetate might cause various human and animal intestinal diseases (including ulcerative colitis and colon cancer) and other inflammatory bowel processes. Therefore these bacteria are quite interesting and promising for further studies.

Досліджено вплив різних концентрацій гідроген сульфіду на процес дисиміляційного відновлення сульфату бактеріями Desulfovibrio piger Vib-7, ізольовані з кишечника людини. Значне інгібування росту бактерій (до 21% на 60 годину культивування, порівняно з контролем), використання ними сульфату і лактату, а також утворення гідроген сульфіду і ацетату встановлено уже за концентрації 1 мМ H2S у середовищі культивування. За наявності 2 і 3 мМ H2S ріст бактерій інгібувався на 53 та 70%, відповідно, на 60 годину культивування. Збільшення концентрацій до 4 і 5 мМ гідроген сульфіду спричиняло порушення процесу дисиміляційного відновлення сульфату досліджуваним штамом D. piger Vib-7. Повне інгібування бактеріального росту і значне інгібування процесу сульфатредукції (до 98%, порівняно з контролем) встановлено за найвищої концентрації (7 мМ) гідроген сульфіду у середовищі культивування. На основі експериментальних даних (бактеріального росту D. piger Vib-7, використання ними сульфату і лактату, а також накопичення гідроген сульфіду та ацетату), побудовано моделі поверхонь параметрів дисиміляційного відновлення сульфату бактеріями за впливу різних концентрацій гідроген сульфіду. Ізольовані бактерії D. piger Vib-7, продукуючи гідроген сульфід і ацетат, можуть спричиняти різні кишкові захворювання людини і тварин (у тому числі виразковий коліт та рак товстої кишки), а також інші запальні процеси кишечника. Тому ці бактерії є досить цікавими та перспективний для подальших досліджень.

Исследовано влияние разных концентраций гидроген сульфида на процесс диссимиляционного восстановления сульфата бактериями Desulfovibrio piger Vib-7, которые были изолированы из кишечника человека. Значительное ингибирование роста бактерий (до 21% на 60 час культивирования, по сравнению с контролем), использование ими сульфата и лактата, а также накопления гидроген сульфида и ацетата установлено уже при концентрации 1 мМ H2S в среде культивирования. При наличии 2 и 3 мМ H2S рост бактерий ингибувався на 53 и 70%, соответственно, на 60 час культивирования. Увеличение концентраций до 4 и 5 мМ гидроген сульфида вызывало нарушение процесса диссимиляционного восстановления сульфата исследуемым штаммом D. piger Vib-7. Полное ингибирование бактериального роста и значительное ингибирование процесса сульфатредукции (до 98%, по сравнению с контролем) установлено по наивысшей концентрации (7 мМ) гидроген сульфида в среде культивирования. На основе экспериментальных данных (бактериального роста D. piger Vib -7, использование ими сульфата и лактата, а также накопление гидроген сульфида и ацетата), построены модели поверхностей параметров диссимиляционного восстановления сульфата бактериями под влиянием разных концентраций гидроген сульфида. Изолированные бактерии D. piger Vib-7, продуцируя гидроген сульфид и ацетат, могут вызывать разные кишечные заболевания человека и животных (в том числе язвенный колит и рак толстой кишки), а также другие воспалительные процессы кишечника. Поэтому эти бактерии являются достаточно интересными и перспективный для дальнейших исследований.