Пути переноса электронов бактерий Pseudomonas Aeruginosa

• Автор: Трутко, Стэлла Михайловна
• Шифр специальности: 03.00.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1984
• Место защиты: Пущино
• Количество страниц: 188 c. : ил

ВВЕДЕНИЕ
Энергия жизненно необходима для любого организма. В ходе эволюции микроорганизмы научились получать ее из разнообразных источников. Гетеротрофные бактерии для этой цели используют органические вещества. Химическую энергию, заключенную в этом веществе, бактерии преобразуют в доступную для них форму трансмембранный потенциал ионов водорода или АТР и используют его в различных метаболических процессах 4 .
Преобразование энергии субстрата в доступную для клетки форму осуществляется, в основном, дыхательной цепью. Последняя представляет собой совокупность упорядоченных относительно друг друга переносчиков восстановительных эквивалентов, локализованных в цитоплазматической мембране бактерий.

Актуальность

Лимитирование роста бактерий vii ii источником меди не затрагивало биосинтез цитохрома о, однако полностью предотвращало образование цитохромов с и а. Подавление биосинтеза цитохромов группы а вполне объяснимо, так как в состав этой оксидазы входит ион меди. В то же время причина отсутствия биосинтеза цитохрома с в условиях недостатка меди остается не ясной. Следует отметить, что недостаток в среде железа или мели у многих бактерий индуцировал синтез специальных транспортных систем так называемых сайдерофоров и веществ, запасающих эти ионы внутри клеток бактерий . Это обстоятельство затрудняет исследования влияния лимитирования ионами железа и меди на дыхательную цепь бактериальных организмов. Среди многочисленных лимитирующих факторов наиболее детально изучено влияние кислорода 5,6,,. Правда, в основном эти исследования были проведены на культурах факультативно аэробных бактериальных организмов. Как следует из данных, суммированных в табл. У многих бактерий лимитирование роста кислородом сопровождалось индукцией биосинтеза цитохромовб иили ,,,9 . Организм Изредка лимитирование роста кислородом сопровождалось увеличением концентрации цитохрома о или индукцией его биосинтеза , . Необходимо отметить, что увеличение биосинтеза цитохрома а не всегда было сопряжено с лимитированием роста кислородом. У ряда бактерий повышение концентрации цитохрама а наблюдалось при увеличении концентрации кислорода в среде культивирования ,,3. Исследования влияния лимитирования роста бактерий источником углерода, проведенные в ряде работ, показали. На основании этих данных возникло предположение, что истинной причиной таких изменений является не исчерпание углерода в среде культивирования, а значительное снижение концентрации кислорода изза высокой биомассы бактерий . Это предположение кажется вполне обоснованным, если учесть, что интенсивность дыхания бактериальных культур, как правило, довольно высокая. Изменения дыхательной цепи бактерий в условиях культивирования на средах, лимитированных источником азота или фосфора, практически не изучались. В работе Егорова и соавторов показано, что недостаток фосфата в среде культивирования бактерии МусоЪаегзллп 1асЫ. Причем, в клетках формы концентрация цитохромов с и ъ уменьшалась на , а в клетках Бформы концентрация всех цитохромов увеличивалась в 23 раза по сравнению с контролем бб. Таким образом, лимитирование роста бактерий различными компонентами питательной среды или акцептором восстановительных эквивалентов кислородом, сопровождается либо утратой способности синтезировать тот или иной переносчик железосерные центры, цитохромы и на их замену синтезируются новые переносчики, либо новые переносчики синтезируются в дополнение к старым. В настоящее время у прокариот обнаружено восемь терминальных оксидаз, или точнее претендентов на роль терминальных оксидаз аад, а С0связывающих цитохромов группы с . Мы остановимся только на первых четырех аа3, а, о и а, встречающихся у строго аэробных гетеротрофных бактерий. Сведения об остальных потенциальных оксидазах можно найти ъ0 , ьа юо са1 с. СО . Цлтохром аад. Цитохром аа сравнительно редко распространен среди бактериальных организмов ,1,2. По спектральным свойствам, кинетическим характеристикам, отношению к классическим ингибиторам бактериальный цитохром аад практически не отличается от цитохрома аа3 эукариотных организмов табл. З. В качестве простетической гемовой группы содержит гем а, и два иона меди. Связь гема с апоферментом нековалентная, поэтому гем легко экстрагируется кислым ацетоном. Раствор гема в щелочном пиридине обладает максимумами поглощения в области 57 нм. Дифференциальные спектры поглощениян нативной формы цитохрома аад обладают максимумами в области 56 нм ССполоса и 05 нм уполоса. Цитохром ане имеет поглощения вуЗ полосе. При иаченении дифференциальных С0спектров поглощения, наряду с максимумом в области сСполосы появляется плечо при 01 нм максимум поглощения в области 05 нм исчезает, и появляется новый максимум при 91 шл ,1,2 .