Жизненные процессы и гидростатическое давление - Крисс А.Е.
Скачать (прямая ссылка):
-
преципитированного давлением 5500 атм, ускорило процесс перехода
преципитата в раствор. Примечательно, что в опытах с более высоким
содержанием коагулята (85 и 100%) в результате применения давления 6000 и
8000 атм соответственно ренатурация в первом случае была невелика, а в
последнем - совсем отсутствовала. Имела значение также температура, при
которой происходила ренатурация: скорость ренатурации возрастала с
повышением температуры с 20 до 40°. Авторы отмечают некоторые различия в
физико-химических свойствах ренатурированного 'f-глобулина п нативного
белка.
ДЕЙСТВИЕ на нуклеиновые кислоты
Исследования Vignais, Barbu, Basset et Macheboeuf (1951) it Vignais,
Macheboeuf et Basset (1953) были посвящены действию высокого давления на
РНК. В первых опытах авторы установили, что с повышением давления от 2000
до 14 000 атм усиливаются процессы полимеризации нуклеиновых кислот.
Давление
2000 атм приводило к заметному уменьшению количества высоких полимеров
по сравнению со средними. При большем давлении наблюдалось нарастание
главным образом высокомолекулярных полимеров; под давлением 14 ООО атм
содержание их возрастало в 2-5 раз по сравнению с контролем (табл. 9).
Между тем это давление лишь незначительно увеличивало концентрацию
средних полимеров. Образовавшиеся высокомолекулярные полимеры оказались
малоустойчивыми, они довольно быстро исчезали после снижения давления до
одной атмосферы.
Таблица 9. Влияние высокого давления на полимеризацию рибонуклеиновой
кислоты (Vignais et а]., 1951)
Давление, атм Осаждение уксусной кислотой
1 объем 2,5 объема 5 объемов 20 объемов
Высокие полгшеры Средние полимеры
1 (начальный раствор) 34 120 223 420
1 (через 16 час.) 20 85 170 410
2 000 10,5 21 102 320
4 000 23 77 158 400
8 000 44 143 246 445
12000 50 168 261 450
14 000 100 186 290 473
Примечание. Цифры выражают количество фосфора в осадке в мг/мл.
Продолжительность действия давления - 16 час., температура - 38°,
содержание РНК в водном растворе - 7,5 мг/млг pH 5,6.
В присутствии деполимеразы процесс деполимеризации протекал очень
быстро после снятия давления 6000 атм. Результаты данной серии
экспериментов, как указывают авторы, зависели от соотношения субстрата и
фермента. При отсутствии фермента или малом количестве его наблюдалась
полимеризация РНК, при равных количествах фермента и субстрата ни
полимеризация, ни деполимеризация нуклеиновой кислоты не происходили, а
значительный сдвиг в соотношении РНК и деполимеразы в пользу фермента
вызывал, наряду с деполимеризацией, образование нестабильных полимеров.
Эти данные интерпретируются как результат взаимодействия следующих
факторов: стимулирующего влияния высокого давления на процесс
полимеризации, ингибирующего действия высокого давления на активность
фермента и возбуждение его после снятия давления полимерами, возникшими
под высоким давлением.
Последующие опыты установили, что высокомолекулярные полимеры,
возникшие в растворе РНК и рибонуклеазы под давлением 6000 и 14000 атм,
гидролизовались после снятия давления в меньшей степени, чем во фракции,
которая находилась при атмосферном давлении. Рибонуклеаза вне субстрата
оказалась устойчивой к давлению 12 000 атм, поэтому авторы объясняют
более слабый гидролиз РНК после высокого давления образованием под
давлением в процессе полимеризации новых связей, относительно стабильных
и резистентных к рибонуклеазе. Предполагается, что эти новые связи
возникают за счет кислых групп вторичных'фосфатов, чувствительных к
щелочам и устойчивых
к действию рибонуклеазы.
По данным Heden, Lindahl a. Toplin (1964) и Heden (1964), ДНК из
Bacillus subtilis не денатурируется в течение 30 мин. пребывания под
давлением 10 000 атм и комнатной температуре и расплавляется под
давлением 2700 атм прп более высокой температуре, чем в условиях
атмосферного давления. Как видно из рис. 13, высокое давление повышало
температуру плавления ДНК на несколько градусов, соответственно сдвигая
границу термальной инактивации ДНК Даже более низкое, чем 2700 атм,
давление оказывало аналогичное влияние: при 100° заметный порог
наблюдался между 1600 и 2000 атм (рис. 14). Оптимальная температура для
ренатурации ДНК была примерно на 25° ниже температуры денатурации.
Давление 2700 атм по сравнению с атмосферным заметно ингибировало процесс
ренатурации.
Авторы приводят также результаты изучения защитного действия высокого
давления во времени (рис. 15). Heden (1964) считает, что медленное
снижение биологической активности ДНК при 100° и давлении 2700 атм
иллюстрирует процесс гидролитического расщепления пуриновых оснований, и
