Жизнь микробов в экстремальных условиях - Кашнер Д.
Скачать (прямая ссылка):
физических изменений рибосом под действием нагревания не всегда находится в прямой зависимости с максимальной температурой роста психрофильных микроорганизмов.
В отличие от действия повышенных температур на структуру рибосом на их функционирование у психрофильных микроорганизмов влияют температуры, гораздо более близкие к температурам верхней границы роста. Рибосомы психрофилов могут утратить активность при температурах, которые мало отличаются от максимальной температуры роста микроорганизма, хотя рост при этом еще возможен (Bobier et al., 1972). В табл. 3.1 приведены результаты опытов, в которых изучали влияние температуры 30°С на. отмытые рибосомы, а также на надосадочную фракцию, выделенные из В. psychrophHus и В. insolilus. Рибосомы и надосадочную фракцию по отдельности инкубировали в течение 10 мин при 30°С, а затем объединяли и определяли их способ-1 иость синтезировать белки, измеряя poly(U)-направляемый синтез иС-полифеннлаланииа при 15°С. Контролем служили аналогичные фракции рибосом й надосадочной жидкости, активность которых определяли после инкубации при 15°С в течение 10 мин. Относительно умеренная температура 30°С приводила к сниже-’ кию нолипентидного синтеза рибосомами В. psychrophilus и
В. insotiius соответственно на 82 и 9Е}%.
Биосинтез белков рибосомами Cl 'gelidd также подавляется под действием повышенных температур. Способность рибосом
Таблица 3.1 -
Влияние температуры на рибосомную и надосадочную фракции1)
Включение 14С-фенилалапина,
Фракции ПМОЛЬ
В .psychrophilus^ B.insolitus
Отмытые рибосомы (15°С) и надосадоч- 14,44 23,3
иая фракция (15(’С)
Отмытые рибосомы (15пС) и иадоса- 13,95 19,7
дочная фракция (30ЧС)
Отмытые рибосомы (30°С) и надоса- 2,64 . 0,98
дочиая фракция (15С’С)
Отмытые рибосомы (15°С) 0,30 ' 1,4-1
Иадосадочная фракция (15°С) 0;46 1,94
Отмытые рибосомы (30°С) 0,59 • 1,74
Надосадочная фракция (30°С) 0,32 1,34
*) В скобках указана температура, при которой инкубировали фракцию в течение 10 мни перед смешиванием и измерением синтеза ^С-полифенилалани-па при 15°С (Bobier et al., 1972). __________________________________
4—492
синтезировать 14С-полифеннлаланин уменьшалась соответственно на 70, 90 и 100%, если их инкубировали при 30, 35 и 40°С в течение б'мин (Nash, Grant, 1969). Термолабильность таких рибосом была установлена также в опытах, где измеряли их способность связывать 14С-фенилаланин-тРНК. Связывание аминоацил-тРНК рибосомами, которые предварительно нагревали при 30, 35 и 40°С в течение 5 мин, снижалось соответственно на 30, 50 и 60%. Напротив, эти температуры совсем не влияли на активность рибосом мезофильного вида С. utilis, и даже после нагревания при 55°С в продолжение 5 мин белковый синтез подавлялся лишь на 15%. Впрочем, столь четкое различие встречается ддлеко не всегда. Так, например, при повышении температуры от 37 до 55°С синтез белков полирибосомами психрофильного и мезофильного видов Clostridium, который оценивали по скорости включения эндогенного валина, подавлялся почти в одинаковой степени (примерно на 60%; Irwin et al., 1973). После нагревания при 37°С в течение
1 ч активность полипептидного синтеза рибосомами психрофильных, мезофильных и термофильных клостридий уменьшалась лишь на 20% по сравнению со скоростью синтеза in vitro. При 55°С рибосомы из психрофильного организма полностью’утрачивали свою активность спустя 10 мин, в то время как активность рибосом мезофилов падала на 90% только через 1 ч, а рибосомы термофилов совсем не теряли активности. '
б. Растворимые компоненты. При относительно умеренных температурах активность растворимых субклеточных фракций некоторых психрофильных микроорганизмов в синтезе белка может в значительной степени подавляться. Было, например, подробно изучено действие температуры 30°С на надоеадочную фракцию, полученную после центрифугирования (S-100) М. cryophilus (Malcolm, 1968а). В подобных системах чувствительной к действию температуры должна быть стадия присоединения активированных аминокислот к тРНК или какая-то предшествующая ей стадия, так как синтез полифенилаланина из 14С-фенилалаиил~ тРНК in vitro при 30° не подавлялся. Изучение аминоацилирую-щей активности аминоацил-тРНК — синтетаз во фракции S-100 показало, что она подавляется соответственно на 98, 87 и 86%. для глутамил-, гистидил- и пролил-тРНК — синтетаз. Инкубация глутамил- и пролил-тРНК—-синтетаз при 30°С в течение 10 мин снижала активность аминоацилироваиия тРНК на 50% (Malcolm, 1969b). Нагревание тРНК при 30°С приводило к такому же уменьшению аминоацилирующей активности при включении глутаминовой кислоты и пролина. В то же время инкубация очищенных глутамил- и пролил-тРНК при 30°С почти не влияла на биосинтез белка; следовательно, стадией, чувствительной к действию умеренных температур, является связывание активирован-
