Оксредметрия - Захарьевский М.С.
Скачать (прямая ссылка):
28. М. R. Fox, Am. Dyes, 45, 447 (1956).
29. W. F a n к с, Dtsch. Textiltechn., № 5, 313 (1957).
30. R. Graeub, Melliand Textilber., 39, 179 (1958).
31. J. Meyer, E. Greuter, SVF Fachorg. Textilveredlung., 13, 492 (1958).
32. Авт. свид. 178113, 1965.
Глава Vl
ПРИМЕНЕНИЕ ОКСРЕДМЕТРИИ В НЕКОТОРЫХ ,ОБЛАСТЯХ БИОЛОГИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНИЙ
I 19. Применение окередметрии в микробиологии
Значение окислительных потенциалов в биологии определяется тем, что изменение величины окислительного потенциала среды в системах с непрерывным обменом веществ может вызвать и изменение в биохимических процессах, протекающих в среде. Как указывалось в § 10, изменение окис-
лительного потенциала среды может привести к «включению» пли «выключению» той или иной ферментативной системы. Возможность функционирования фермента в качестве катализатора окислительно-восстановительной реакции требует [1] определенного оптимума величины окислительного потенциала среды. В процессах тканевого дыхания все участники цепи переноса электронов функционируют при определенном уровне окислительного потенциала [2]. С другой стороны, многие ферменты содержат активные группы, которые способны и к окислительно-восстановительным реакциям: сульф-гидрильные, карбоксильные, аминогруппы и т. д. [3]. Поэтому изменение окислительного потенциала может активировать или дезактивировать не только окислительные ферменты, но и ряд других ферментов (гидролазы, трансферазы и т.. п.). И. Л. Работнова [4] указывает, что величина Гн является одним "из основных физико-химических параметров, от которого зависит работа" ферментов и что активность протеолитических ферментов сильно угнетается окислителями и стимулируется восстановителями.
В серии работ Рейсса [5], проведенных в 1935—1943 гг., впервые была изучена зависимость активности ферментов от величины окислительного потенциала. Для протеолитического фермента папаина было установлено, что активна его восстановленная форма, содержащая сульфгидрильную группу, а окисленная форма P3 — S — S — Ра неактивна. Активность фермента при гн<23 постоянна, и фермент вызывает протео-лиз. При гн = 28,5—33,3, согласно Рейссу, вместо протеолиза наблюдается конденсация аминокислот. Оптимум действия фермента при автолизе селезенки наблюдался при гн — 14,0. Аналогично при изучении активности протеиназ ячменя также наблюдался оптимум по Гц. При гидролизе желатины про-теиназой шелковичного червя оптимальное гн = 7, при гн>26 происходит синтез белка. В живых гусеницах величина гн составляет 16—25, т. е. далека как от условий синтеза, так и гидролиза. Согласно Зицеру и Титтелу [6] величина окислительного потенциала не менее важна для деятельности ферментов чем рН. Авторы обнаружили оптимум действия кристаллической уреазы в пределах 100—200 мв. С другой стороны, найдено [7], что дрожжевая ппвертаза не меняет активности в широких пределах окислительного потенциала от —270 до +600 мв, фосфатаза легких и печени коровы —в пределах от —500 до +350 мв.
Так как само образование тех или иных ферментов является результатом жизнедеятельности микроорганизма, то изменение окислительно-восстановительных условий среды может сказаться и на продуцировании ферментов. При изучении изатинов — синтетических моделей дегидраз —
наблюдался [8] параллелизм между величинами окислительного потенциала полученного изоатина и его каталитической активности. При равном окислительном потенциале каталитическая активность изатинов уменьшалась с ростом молекулярного веса. Дрожжи [9] образуют тем больше каталазы, чем лучше условия аэрации. То же наблюдается при продуцировании амилазы Вас. mucraus [10].
С ферментативной деятельностью связано и само размножение микроорганизмов. Различные группы микроорганизмов требуют для своего развития различных величин окислительного потенциала. Так, факультативные аэробы мало чувствительны к изменениям гц. Они развиваются при относительно высоких значениях потенциала, тогда как анаэробы требуют относительно низких значений гн. Ряд авторов [4, 11, 12] указывает, что в культурах облигатных анаэробов необходимым условием для развития микроорганизмов является не отсутствие кислорода, а низкий окислительный потенциал. Экспериментально установлено [11, 12] наличие обмена веществ у анаэробов и в присутствии кислорода. Однако кислород связывает восстановители, необходимые для роста бактерий. Поэтому увеличение количества посевного материала повышает предельное значение потенциала, при котором возможно развитие микроорганизмов [11]. Развитие, например, культур гемолитического стрептококка и золотистого стафилококка в свежеприготовленном бульоне требует значительно меньшего количества посевного материала, чем выращивание куль'туры в среде, бывшей длительное время, в контакте с воздухом. Можно установить определенные пределы величин окислительного потенциала, характерные для развития различных групп микроорганизмов.
Согласно И. Л. Работновой [4] анаэробы развиваются при Гн.=0—12 (до 18); оптимальная зона для мезоанаэробов— 7,4—14; аэробы, живущие у поверхности, нуждаются в га = = 14—20. В литературе имеются указания на необходимость регулирования величин окислительного потенциала при выращивании различных бактериальных культур [13]. Так, например, Вас. megateriutn растет в пределах окислительного потенциала от +100 до —5 мв [14], анаэробные клубеньковые бактерии развиваются при гн^С29 [4]. Рост пневмококков тормозится как при высоком, так и при низком потенциале [15]. Оптимум Гц наблюдался [16] также и при росте пурпурных бактерий. Согласно Д. И. Сапожникову [17] оптимум развития сернопурпурных бактерий находится при гн=15—17, интервал величины гн при развитии бактерий составляет 12— 16,3, тогда как гн оптимума редукции 12—14. Для роста морских сульфоредуцирующих бактерий установлен оптимум окислительного потенциала в пределах 144—188 мв [18]. Термо-
