Жизнь микробов в экстремальных условиях - Кашнер Д.
Скачать (прямая ссылка):
н алкогольдегидрогеназы (АДГ). Однако в экстрактах клеток, выращенных при 37°С, активность АДГ не была выявлена совсем, г активность ГФДГ была чрезвычайно низкой; кроме того, уровни активностей сукцннатдегидрогеназы и изоцитратдсгидро-гепазы (ИДГ) оказались повышенными. Авторы предположили, что во время экспоненциального роста при 55°С клетки могут использовать как дыхательный, так и бродильный путь получения энергии (в зависимости от содержания в среде кислорода), однако в конце экспоненциальной фазы остается возможным только брожение. Мезофпльпый вариант (рост при 37°С) получает энергию главным образом путем аэробного дыхания. Авторы уделили особое внимание критическому рассмотрению полученных результатов, так как в своих экспериментах они могли отобрать случайно попавшую в культуру мезофильную микрофлору или температурочувствительный мутант. Для доказательства видовой идентичности этих вариантов были применены следующие критерии: 1) непрерывный контроль чистоты штаммов путем отбора клеток из отдельных колоний; 2) соблюдение стерильности при прямых переносах культур из одних температурных условий в другие (от 37 к 55°С и обратно); 3) морфологическая идентичность эндоспор; 4) наличие у обоих вариантов тер-мостабплыюй АП1.
В более поздней работе (Iiaberstich, Zuber, 1974) была изучена ферментативная термоадаптация термофильной и мезо-¦фильной культур — В. siearoihermophilus (NCIB 8924) и В. cal-doienax YT-G. Результаты экспериментов показали, что у обоих организмов некоторые ферменты (глюкокиназа, глюкозо-6-фос-фат — дпгидрогеназа, ГФДГ и ИДГ) термостабильны, если клетки выращивают при температурах, характерных для термофилов, и термолабильны, если клетки выращивают при температурах, характерных для мезофилов. В клетках обоих организмов, культивируемых при промежуточных температурах, по-видимому, присутствует смесь термостабильного и термолабильного ферментов, о чем свидетельствует промежуточный характер кривых стабильности данного фермента. В отношении термоадаптацни у этих двух бактериальных систем были обнаружены различия. У В. siearoihermophilus адаптация происходит только при использовании промежуточной температуры 46°С, тогда как при прямом переносе клеток из одних температурных условий в другие рост отсутствовал. Напротив, в случае В. caldotenax можно осуществить прямой перенос и превращение одной формы бактерии в другую; адаптация происходит в течение лаг-периода, продолжительность которого зависит от различий между температурами предварительного и конечного культивирования. Авторы предположили, что у В. caldotenax, культивируемой сначала при 37°С, а затем при 70°С, термолабильный фермент исчезает вслед-
ствие денатурации, а термостабильиый фермент синтезируется заново. Был сделан вывод, что в обратных экспериментах, в которых В. caldotenax культивировали сначала при 70°С, а затем при 37°С, термостабильный фермент не исчезает при 37°С, ио разбавляется в ходе экспоненциального роста мезофильных клеток. Авторы представили аргументы, свидетельствующие о том, что в процессе термоадаптации не происходит спонтанного возникновения мезофильных или термофильных мутантов. Они также обратили особое внимание на тот факт, что термоадаптация зависит от среды культивирования. Для проявления термоадаптации подходила лишь среда, содержащая экстракт из тканей мозга и сердца, в других же средах использованные штаммы В. stearothermophilus вели себя как облигатно-термофильные.
Хаберштих и Цубер (Haberstich, Zuber, 1974) поставили следующие важные вопросы, касающиеся термоадаптации: 1) может ли генетическая информация для двух форм фермента поступать от разных генов в зависимости от температуры; 2) если в синтезе фермента участвует только один ген, то может ли термоадаптация происходить на последующей стадии белкового синтеза; 3) могут ли полностью синтезированные ферменты подвергаться модификации в результате других ферментативных реакций.
Недавно был представлен исчерпывающий обзор исследований по термоадаптации (Frank et al., 1976). Нам хотелось бы сделать по поводу этих работ несколько замечаний. Использованные организмы во всех случаях являются спорообразующими, что может вносить в такого рода исследования сложности метаболического характера. Вероятно, к полученным результатам можно было бы отнестись с большим доверием, если бы было показано, что неспорообразующий термофил (например, Thermits) обнаружил ферментативные и метаболические изменения, зависящие от температуры роста. Нам кажется, что в исследованиях по термоадаптации можно было бы исключить все сомнения, связанные с возможностью загрязнения культуры или возникновения спонтанных мутантов, если перед постановкой опытов по термоадаптации провести генетическое маркирование штаммов. В дальнейших исследованиях с использованием В. stearothermophilus следует выяснить природу компонента (или компонентов) в среде с экстрактом из тканей мозга и сердца,, способствующего термоадаптации. Для В. stearothermophilus 1503 предложены как среда известного химического состава, так и минимальная среда (жидкая и плотная) (Rowe et al, 1975). Применение таких сред в комбинации с фракционированными компонентами бульона, содержащего экстракт из тканей мозга и сердца, могло бы привести к идентификации упомянутого' активного соединения (или соединений). В этом отношении большой интерес представляют исследования лактатдегидрогеиазы
