Источники пищевого белка - Яковлев Н.И.
Скачать (прямая ссылка):
269
скорость роста достигала 75%-ного уровня от максимального значения. Эти результаты согласуются с гипотезой о том, что недостаток фосфатов приводит к снижению синтеза нуклеиновых кислот, но не оказывает лимитирующего влияния на синтез белка. В таблице 24.5 показано, как влияет недостаток в среде углерода, азота или фосфора на состав клеток. Когда в среде создавали недостаток сразу двух .питательных веществ, данные, характеризующие химический состав клеток, располагались между приведенными в таблице крайними величинами (см. [4]). Таким образом, клеточный состав, по-видимому, постоянно варьирует в пределах крайних значений.
Таблица 24.5. А1акромолекулярный состав A. aerogenes, выращенных в хемостатах в условиях недостатка углерода, азота
и фосфора
Количество вводимой глюкозы 500 мг/л Количество вводимого аммиака 40 мг/л Количество вводимого фосфора 7,7 ыг/л
Скорость разве- 0,22 0,45 0,77 0,24 0,50 0,75 0,25 0,50 0,70
дения культуры, час-1
Белок, % 69,3 63,6 72 52,8 Ь2,4 58,0 72,0 67,0 55,5
РНК, % 13,3 18,2 24,9 10,5 17,0 20,9 10,2 17,1 19,2
ДНК, % 5,8 5,1 1,9 4,5 1,7 2,5 3,6 3,5 1,7
Углеводы, % Белок ь,о 6,5 8,7 19,1 9,7 9,5 16,9 6,3 5,7
Ь, з 3,Ь 2,9 5,0 3,1 2,8 '/,1 3,9 2,9
РНК ско-
Белок w рость РНК Разве' дения 1,2 1,6 2,2 1,2 1,6 2,1 1,8 1,9 2,0
Располагая теперь данными о влиянии состава среды на содержание белка в клетках микроорганизмов, можно рассмотреть вопрос о качестве белка. Имеющиеся в литературе сведения о влиянии условий окружающей среды на аминокислотный состав микроорганизмов ограничены, и их трудно интерпретировать в основном потому, что исследователи обычно использовали препараты целых клеток, содержащие свободные аминокислоты и пептиды, а известно, что пул аминокислот варьирует в зависимости от состава питательной среды [13]. В процессе выделения белка одноклеточных организмов эти
270
имеющие небольшой молекулярный вес компоненты могут теряться, и, следовательно, данные об аминокислотном составе, в которые включены сведения о свободных аминокислотах, могут не отражать истинного качества конечного продукта.
Недавно Элрой и Тэнненбаум [2] изучили пределы, в которых можно воздействовать на аминокислотный состав микроорганизмов, контролируя условия роста. В этой работе исследовали влияние температуры (15— 37,5° С), pH (3,0—7,5), удельной скорости роста (0,06— 0,42 часа-1) и источника азота (NH+ и N0^) на аминокислотный состав клеток дрожжей Candida utilis, выращиваемых в хемостате. Для удаления компонентов с небольшим молекулярным весом клетки экстрагировали горячей трихлоруксусной кислотой.
Результаты этих исследований показали, что, в то время как состав целых неэкстрагированных клеток сильно варьирует (например, в диапазоне данных скоростей роста содержание аргинина удваивается), состав экстрагированных клеток меняется незначительно. Как видно из данных [1]. представленных в таблице 24.6, при увеличении удельной скорости роста с 0,06 до 0,42 часа-1 наиболее сильно изменяется содержание лизина и аргинина (возрастает на 12 и 10% соответственно), а количество серина уменьшается на 24%. Эти изменения согласуются со следующим фактом: белки рибосом содержат относительно много лизина и аргинина, но мало серина, и содержание рибосом в клетках возрастает при увеличении скорости роста. Сходные результаты были получены Элроем [1] в опытах с бактерией А. аего-gen.es. Так как температура выращивания влияет на отношение белок/РНК, аминокислотный состав при изменении температуры также варьирует.
При увеличении температуры отношение белок/нуклеиновая кислота возрастает за счет уменьшения количества РНК- Интересно отметить, что если данные о клеточном составе представлять на графике в виде функции отношения скорости роста к максимальной скорости роста при данной температуре, то они будут лежать на одной кривой. Это позволяет предсказывать клеточный состав как по скорости роста, так и по температуре. Интересно исследовать эту проблему математически и на основе экспериментально определенных различий в содержании аминокислот определить, в каких пределах
271
Таблица 24.6. Аминокислотный состав (молярный % от общего содержания аминокислот) С. utilis при различных скоростях разведения (источник азота — NH^“; =0,45 часа-1, рН = 5,9, температура 30° С)
D** час 1 0,06 0,12 0,23 0,35
D/°m 0,13 0,26 0,51 0,78
Число анализов 2 2 2 2
Лизин 5,76=5=0,49 5,79=5=0,18 6,89=5=0,20 7,28=5=0,62
Г истидин 1,48=5=0,09 1,60:1=0,05 1,73+0,13 1,67=5=0,16
Аргинин 3,33=5=0,31 3,85=5=0,13 5,03=5=0,18 6,10+0,64
Аспарагино- 8,91=5=0,18 8,61=5=0,19 8,37=5=0,24 9,03=5=0,77
вая кислота
Треонин 6,78+0,06 7,15=5=0,19 6,80=5=0,18 6,73=5=0,49
Серии 7,75=5=0,14 7,30+0,02 7,36=5=0,24 6,86=5=0,52
Глутаминовая 20,35=5=0,00 18,77=5=0,01 19,30=5=0,13 18,78+0,87
кислота
Пролии 7,17=5=1,0 3,70=5=0,19 3,38+0,05 3,72+0,01
Глицин ? 7,80=5=0,15 7,43=5=0,54 7,65+0,05 7,58=5=0,20
Алании 9,25+0,19 10,49=5=0,46 9,44=5=0,04 9,20+0,34
Валин 6,25+0,23 6,33+0,21 6,20=5=0,23 6,14=5=0,59
Цистеии 0,79=5=0,86 1,07=5=0,11 0,80=5=0,71 0,66=5=0,71
