Жизнь микробов в экстремальных условиях - Кашнер Д.
Скачать (прямая ссылка):
Подвижность спиновых меток в липидных доменах мембраны была еще меньше, чем их подвижность, установленная для Halobac-teriurn cuttrubrum, поэтому можно предположить, что мембрана Thermoplasma, вероятно, наиболее жесткая из всех известных клеточных мембран.
Были опубликованы более детальные сведения о свойствах этой мембраны и стабильности! клеток (Smith et al., 1973), получившие в дальнейшем подтверждение (Ruwart, Haug, 1975). Изменение pH и ионной силы среды оказывало влияние на стабильность и выживаемость этого организма. Заметный лизис клеток происходил при pH ниже 2 и выше 6. Максимальная стабильность, определенная на основе выживаемости, наблюдалась при pH 3—4, несмотря на то, что оптимум pH для роста был равен 2. Выше pH 8 лизис был практически полным. Увеличение ионной силы среды вызывало лизис организма при таких значениях pH, которые в норме обеспечивали его максимальную стабильность. Если лизис клеток был обусловлен действием высокой ионной силы или высоких значений pH, то их центрифугирование при lOOOOOXg не приводило к образованию осадка, что указывает на солюбилизацию клеточных мембран при этих условиях. Интересно, что диализ солюбилизированных мембран против дистиллированной воды (pH 5,5) приводит к реагрегации мембранных пузырьков. Было установлено, что клетки чрезвычайно устойчивы также к действию ультразвука. Однако препараты мембран можно было получить с помощью ультразвука при средней ионной силе (0,05) и pH 5, что позволяет выделить около 50% мембранного материала. Электрофорез выделенных мембран в полиакриламидном геле дает сложный набор полос, свидетельствующий о присутствии гетерогенной смеси белков. Аминокислотный состав мембранных белков не обнаруживает необычных компонентов. В мембранах Thermoplasma соотношение свободных карбоксильных и аминогрупп приблизительно соответствует 4: 1. Аналогичное соотношение наблюдается и у Acholeplasma laidlawii В, обычной микоплазмы, выращенной при pH 7. Однако общее количество заряженных групп в мембране Thermoplasma составляет только половину количества, выявленного в мембране обычной микоплазмы, что указывает на гидрофобную природу первой из них.
Путем воздействий, вызывающих изменение содержания в мембране свободных карбоксильных групп, было показано, что в поддержании стабильности мембраны определенную роль играют электрические заряды (Smith et al., 1973). В норме мембраны целых клеток Thermoplasma солюбилизируются при pH выше 5—6. Если к карбоксильным группам в мембране присоединяли метиловый эфир глицина, который удаляет один потенциальный отрицательный заряд, то мембрана становилась устой-
чивой во всем диапазоне pH. После присоединения к мембранным карбоксильным группам этилеидиамина, снимающего один потенциальный отрицательный заряд и вводящего один потенциальный положительный заряд, мембраны приобретают стабильность в щелочной среде, но солюбилизируются в кислой. Эти данные, очевидно, указывают на то, что ионы водорода необходимы для подавления ионизации доступных карбоксильных групп в мембране. По-видимому, возникающее при повышении pH отталкивание отрицательных зарядов вызывает разрушение мембранных белков, приводящее к лизису клеток. Потребность в ионах водорода является специфической. Различные одновалентные и двухвалентные катионы или сахароза не стабилизируют клетку при повышенных значениях pH. Концентрация водородных ионов оказывает на Thermoplasma стабилизирующее действие, аналогичное действию высокой концентрации соли иа экстремальные галофилы. Повышение pH в случае Thermoplasma или снижение концентрации соли в случае галофилов приводит к дезагрегации мембраны.
Общий химический анализ мембраны обнаружил около 10% углеводов, 25% липидов и 60% белка. Большую часть углеводов составляет необычный липополисахарид — диэфир (маииозоЬг глюкозоглицерина (Mayberry-Carson et al., 1974а). ЛПС проявляет заметную антигенную активность (Sugiyama et al., 1974), при 59°С и pH 2 образует стабильный высокомолекулярный агрегат и обладает физическими свойствами, типичными для ЛПС грамотрицательных бактерий (Maybeiry-Carson et al.,
1975).
Липиды Thermoplasma исследованы Лэнгуорси и др. (Langworthy et al., 1972). Сложные липиды содержат диэфиры С40-изопренолглицерина, в структурном отношении аналогичные' диэфирам из Sulfolobus (De Rosa et al., 1976a). Эти фосфолипиды не относятся к типичным фосфатидильным формам, а представляют собой фосфогликолипиды. Хотя точная структура липидов пока не установлена, известно, что около 50% этих липидов составляет диэфир глицеринфосфорилгликозилглицерина. Из общего количества липидов около 57% составляют фосфолипиды, 25%—гликолипиды, включающие диэфиры моноглико-зил- и дигликозилглицерина, и 17%—нейтральные липиды. Присутствие среди нейтральных липидов нафтохинона Кг-7 указывает на существование у данного организма дыхательной цепи.
Метаболизм Thermoplasma имеет несколько интересных особенностей, которые, возможно, связаны с его способностью существовать в горячей и кислой среде. Сиарси (Searcy, 1975) сообщил о • внутриклеточном гистоноподобном нуклеопротеиде, ассоциированном с ДНК. Молекулы этого вещества богаты ос-
