Жизненные процессы и гидростатическое давление - Крисс А.Е.
Скачать (прямая ссылка):
Количество сахара в крови у кроликов уменьшалось одинаково вне
зависимости от использования препаратов инсулина, подвергавшихся давлению
5000 - 10 000 атм или находившихся при атмосферном давлении.
Примечательно, что активность инсулина сохранялась полностью, когда он
коагулировался трехчасовым пребыванием под давлением 10 000 атм. Хотя
внешний вид коагулированного инсулина не отличался от коагулятов яичного
белка или пепсина, полученных нагреванием, физиологиче-
Рис. 49. Влияние концентрации ин-вертазы на скорость гидролиза сахарозы
под давлением 476 атм (2) и при атмосферном давлении {1), при 30° и pH
7,04 (Eyring et al.,il946)
Рис. 50. Влияние pH на скорость гидролиза сахарозы под давлением 476 атм
(2) и при атмосферном давлении (1) при 30° (Eyring et al.,
1946)
Рис. 51. Влияние температуры на скорость гидролиза сахарозы под давлением
680 атм (2) и при атмосферном давлении (1) (Eyring et al.,
1946)
J, 2 - при pH 4,5; la, 2a-при pH 7,03-7,07
Концентрация анбертазш
к-Ю5 SBf
ское действие его проявлялось в такой же степени, как у нативного
фермента.
Активность дрожжевой инвертазы под давлением в несколько сот атмосфер
в зависимости от ее концентрации, pH и температуры изучали Eyring,.
Johnson a. Gensler (1946). Из рис. 49 видно, что с повышением
концентрации фермента от 0,2 до 1% пропорционально возрастала скорость
гидролиза сахарозы, причем она была выше на 33% под давлением 476 атм,
чем при атмосферном давлении.
Величина pH оказывала влияние на эффект давления. При одной атмосфере
скорость гидролиза была максимальной при pH 4,5. На 5% она была больше
под давлением 476 атм. Однако под этим давлением в условиях pH среды 7,5
и 1,5 скорость возрастала на 58 и 38% соответственно (рис. 50). Под
давлением 680 атм и pH 4,5 максимальная скорость гидролиза наблюдалась
при 50°; энергия активации приблизительно равнялась
11 900 кал при 1 атм и 12 300 кал под высоким давлением. Прп pH 7,03 -
7,07 и температуре 15 - 20° энергия активации составляла 8700 кал для
нормального давления и 9400 кал для 680 атм; максимальная скорость
наблюдалась при 30°, выше которой наступала инактивация инвертазы (рис.
51).
Прп добавлении уретаиа скорость гидролиза, которая в условиях
атмосферного давления и pH 4,5 была максимальной при температуре 60°,
снижалась в результате дальнейшего нагрева в большей степени, чем в
растворе инвертазы и сахарозы без уретана. Повышение давления до 680 атм
зпачптельно уменьшало ингибирующее действие уретана на фермент при
высоких температурах (Johnson et al., 1948).
В аналогичных условиях опыта, при pH 7,0, скорость ипвер-сии сахарозы
достигала максимума в условиях нормального давления не при температуре
60°, а прп 35°. Выше 35° уретан заметно снижал скорость гидролиза. Однако
этому падению противодействовало высокое давление, оно ускоряло процесс
инверсии (рис.52).
ИНДУКЦИЯ, ТРАНСФОРМАЦИЯ,
ТРАНСЛЯЦИЯ И ТРАНСКРИПЦИЯ ФЕРМЕНТОВ
Процессы индукции, трансформации, трансляции и транскрипции р-
галактозидазы в клетках Е. coli под высоким давлением были исследованы
Landau (1967). Индуцирующим веществом служил
нзопропилтиогалактопиранозид, в качестве ингибитора синтеза РНК применяли
профлавин и борат натрия.
В первых опытах индуктор добавляли при 1 атм. Через 20 мин. давление
повышалось, и затем спустя 10 мин. производилась декомпрессия. Оказалось,
что давление 265 атм по своему влиянию на синтез фермента не отличалось
от атмосферного давления, при 400 и 535 атм синтез снижался и полностью
прекращался
Рис. 52. Скорость гпдролпза сахарозы и зависимости от присутствия уретана
{0,5 М) и от действия давления (в атм) при 30°, pH 7,0 (Johnson et al.,
1948)
С уретаном: 1 - 1 атм; 2 - 170; 3 - 510; 1', 2', 3' - то же без уретана
(контроль)
Рис. 53. Влияние гидростатического давления па синтез р-галактозпдазы в
клетках Escherichia coli при 37° (Landau, 1967)
а - давление приложено; С - давление снято; 1 - 1 и 265 атм; 2 - 400 атм;
3 - 535 атм; 4 - 670 атм
под давлением 670 атм. После снятия давления синтез тотчас же возвращался
к норме (рис. 53). Дальнейшие опыты показали, что в случае добавления
профлавпна или бората натрия немедленно после снятия давления синтез
продолжался еще при 670 атм за счет преспнтезированной РНК, тогда как
одновременное применение давления и индуктора приводило к полному
блокированию синтеза {З-галактозпдазы уже при 265 атм.
ФЕРМЕНТАТИВНЫЙ СИНТЕЗ ПОД ДАВЛЕНИЕМ
Бреслер и его сотрудники предпринял!! попытку применить высокое
давление для сдвигов химического равновесия в сторону синтеза,
использовав гидролитические ферменты и продукты пх действия.
В первой работе (Бреслер, 1947) желатину и сывороточный глобулин
гидролизовали трипсином, а затем гидролизаты с этим ферментом помещали
под давление 6000 атм на 8 час. Образовывался гель, который не возникал,
если трипсин инактивировался кипячением. Респнтез происходил также, когда
