Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Биология -> Кашнер Д. -> "Жизнь микробов в экстремальных условиях" -> 209

Жизнь микробов в экстремальных условиях - Кашнер Д.

Кашнер Д. Жизнь микробов в экстремальных условиях — М.: Мир, 1981. — 521 c.
Скачать (прямая ссылка): jiznmikrobovvextrimusloviyah1981.djvu
Предыдущая << 1 .. 203 204 205 206 207 208 < 209 > 210 211 212 213 214 215 .. 267 >> Следующая

Об истинной внутриклеточной среде можно также судить на основании влияния солей и других растворенных веществ на физиологические функции микроорганизмов. Такой подход исходит из предположения, что концентрация растворенных веществ, наилучшим образом обеспечивающая выполнение этих функций, и есть та концентрация, которая реально существует в живой клетке. Этому подходу уделяется большое внимание в обзоре Брауна (Brown, 1976), поскольку его можно рассматривать как составную часть выдвинутой Брауном гипотезы о «совместимых растворенных веществах», т. е. таких соединениях, которые поддерживают соответствующую величину активности внутриклеточной воды (clw) и тем самым дают возможность клетке осуществлять ее функции. Он отмечает, что для одного очень хорошо изученного фермента, изоцитратдегидрогеназы (ИЦДГ) из Я. salinarium, КС1 в высоких концентрациях вызывает меньший ингибирующий эффект по сравнению с NaCl и, по-видимому, действует как простой неконкурентный ингибитор. NaCl оказывает на фермент ингибирующее действие сложного нелинейного характера. Тща-
тельные кинетические исследования позволяют предположить, ¦что при более высоких концентрациях NaCl гораздо более тесно связан с ферментом, чем КС1. Хотя NaCl и оказывает на фермент более сильное ингибирующее действие по сравнению с КС1, -он не вызывает полного ингибирования фермента, так что значительная часть активности фермента сохраняется даже при самых высоких концентрациях NaCl (Aitken, Brown, 1972; Brown,
1976).
Как показано в другой работе (Brown, 1976), НЦДГ (NADP+) солеустойчивых дрожжей Sciccharomyces rouxii в большей степени подавляется сахарозой, чем глицерином. Это хорошо согласуется с тем фактом, что данный микроорганизм не поглощает сахарозу, но накапливает многоатомные спирты.
Хотя эти эксперименты сами по себе представляют определенный интерес, очевидно, иа их основе нельзя сделать вывод о том, что фактическое содержание растворенных веществ в клетке соответствует той их концентрации, которая обеспечивает наибольшую активность только одного, пусть даже важного фермента. Нельзя с уверенностью утверждать, что любой фермент будет работать с максимальной интенсивностью в клетке, где концентрации субстратов должны быть низкими. Изменения, приводящие к адаптационным сдвигам в клетках микроорганизмов под воздействием температуры, обусловлены изменениями регуляторных свойств функционирующих в клетке ферментов, а не изменениями Vmcix (Hochachka, Somero, 1973). Можно также сомневаться в том, что для клетки выгодно, чтобы большинство содержащихся в ней ферментов работало на полную мощность. Регуляторные ферменты служат более подходящим физиологическим показателем оптимального внутриклеточного содержания растворенных веществ. Поразительный пример с малатдегидро-геназой Я. cutirubrum (Vidal, Cazzulo, 1976), у которой максимальная активность проявляется в 1 м NH4C1, а наибольшая способность к регуляции — в 3 М КС1, весьма убедительно подтверждает то мнение, что концентрация КС1, равная 3 М, близка к физиологической концентрации этой соли в клетке.
Вероятно, синтез белка in vitro представляет собой наилучший из всех возможных физиологических показателей, требующий дальнейшего изучения у других микроорганизмов. На сегодняшний день единственное тщательное исследование такого рода, касающееся галофильных бактерий, — это описанная выше работа Бэйли и его сотрудников, выполненная на экстремальном галофиле Я. cutirubrum (Bayley, 1976). Они показали, что стабильность рибосом, активность ферментов, активирующих аминокислоты, и включение аминокислот в белок обеспечиваются при концентрациях ионов, близких тем, которые были рассчитаны для клетки на основании определения количества связанных
NaCl,MM
Рис. 8.3. Влияние одновалентных солей на синтез белка (направляемое poly-U включение фенилаланина) экстрактами клеток V. costicola.
ею ионов. Эти опыты явно указывают на то, что связанные клеткой ионы в действительности находятся в цитоплазме в «свободном состоянии» (хотя, как следует из обсуждения, приведенного в разд. V, эта свобода, по-видимому, не абсолютна).
Результаты проведенных недавно экспериментов с умеренным галофилом V. costicola свидетельствуют о том, что большинство связанных клеткой ионов у этого микроорганизма, вероятно, находится в цитоплазме не в свободном состоянии. Бескле-точная белоксинтезирующая система была испытана в присутствии химических смесей того состава и концентрации, которые, как предполагается на основании анализа связанных клеткой ионов* существуют в цитоплазме (Shindler et al., 1977). Было выяснено, что эта система действует только при низких концентрациях солей. Фактически существенная активность была обнаружена лишь в том случае, если концентрация соли была не выше 0,2 М. Максимальный синтез белка (либо эндогенный, определяемый по включению смеси аминокислот без добавления матрицы, либо-экзогенный, измеряемый по включению фенилаланина, направляемому добавленной извне poly-(U) наблюдался в 0,1—0,2 М растворе, соли, причем наиболее эффективными были КС1 и NH4C1. Необходимо было также присутствие ионов Mg2+, оптимальная концентрация которых соответствовала 20 мМ, что значительно ниже общего содержания ионов Mg2+ в клетке (рис. 8.3' и 8.4). Более высокие концентрации одновалентных солей ингибировали белковый синтез. Интересно, что NaCI обладает более выраженным ингибирующим действием, чем КС1 или NH4CI. Эти соли влияли также на стабильность белоксинтезирующей систе-
Предыдущая << 1 .. 203 204 205 206 207 208 < 209 > 210 211 212 213 214 215 .. 267 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

Есть, чем поделиться? Отправьте
материал
нам
Авторские права © 2009 BooksShare.
Все права защищены.
Rambler's Top100

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed