Жизнь микробов в экстремальных условиях - Кашнер Д.
Скачать (прямая ссылка):
вость. Культуры облигатно-термофильных штаммов образуют большие количества АПаз I ii II, но мало АПШ; культуры факультативных штаммов содержат сравнимые количества АПаз I, II и III, а мезофнльные мутанты синтезируют большие количества АПШ, но мало АП1 или АПП. Очевидно, количественные соотношения этих трех амииопептидаз зависят от температуры и условий выращнваипя микроорганизмов. Это исключительный пример того, что можно рассматривать как температурозависимые изоферменты. Термостабильная АП1 была выделена в гомогенном виде; в металл-ферментиом комплексе АП1 Со2+ прочно связан с белком при pH 8, а при pH ниже 6 образуется апофер-мент.
В ряде работ описаны детальные физико-химические исследования амииопептндазы I, в том числе анализ ее субъединиц (Moser et al., 1970; Stoll et al., 1972; Roncari et al., 1972; Stoll et al., 1973; Balerna, Zuber, 1974; Stoll, Zuber, 1974). Было установлено, что молекулярный вес АП1 равен 400 000, что очень близко к величине, полученной для такого же фермента из Е. coli (Dick et al., 1970), а на основе аминокислотного анализа был сделай вывод, что фермент характеризуется значительной гидрофобностыо. Эта аминопептидаза состоит из 12 субъединиц двух типов (а и (5), которые могут объединяться в различных соотношениях. Для расщепления нейтральных пептидов достаточно присутствия только а-субъединиц, а для расщепления дипептидов, имеющих на N-конце аспарагиновую или глутаминовую кислоту, необходимы также и р-субъединицы. Хотя субъединицы отличаются по гидролитической специфичности, их молекулярные веса одинаковы. Субъединицы встречаются в АП1 в разных соотношениях, что приводит к образованию гибридных молекул р6|3б> «8^4 и aiofb- Хотя диссоциация молекулы АП1 и была осуществлена, осталось невыясненным, были ли полученные компоненты мономерами или димерами. Делаются попытки установить, возможно ли с энергетической точки зрения получение в определенных условиях обогащенных р-субъединицами гибридных молекул (сх4р&,сх2рю,р12), которые не обнаружены в экстрактах В. stearothermophilus.
Амниопептидаза III, синтезированная выращенными при 37°С культурами В. stearothermophilus, была очищена до гомогенного состояния, и при этом было показано, что ее содержание в данных клетках в 10 раз выше, чем в клетках, выращенных при 55°С. Этот фермент, молекулярный вес которого равен 108 000, значительно менее термостабилен, чем АП1. К интересным особенностям АПШ относятся ее специфичность как аминотрипеп-тидазы и сходство с аминотрипептидазой из почек свиньи (Che-noweth et al., 1973). Хотя специфические функции, которые выполняют в клетке высокомолекулярная АП1 и низкомолекуляр-
ные АПП и АПШ, неизвестны, способность такого организма, как В. siearothermophilus, синтезировать эти ферменты в разных соотношениях в зависимости от температуры роста микроорганизма имеет большое значение для оценки термофилии и термоадаптации.
При рассмотрении термоадаптации в свете общих проблем термофилии становится очевидным, что еще много существенных вопросов ждут своего разрешения. В этой области исследований в течение многих лет наблюдался застой, однако возродившийся благодаря недавно опубликованным работам интерес к проблемам термоадаптации заставил исследователей произвести критическую переоценку ранее полученных результатов. Если бы термоадаптация оказалась общим явлением для термофильных бактерий, то, как показано в предыдущем разделе, необходимо было бы проявлять большую осторожность при построении жестких классификационных схем, поскольку адаптивная модификация приводит к значительным изменениям кардинальных температур роста. Пересмотрев выводы, сделанные в некоторых ранних работах, Кэмпбел (Campbell, 1954) показал, что при использовании подходящей среды облигатные термофилы могут расти при 36°С; это наблюдение позже было подтверждено другими авторами (Long, Williams, 1959). Босум и Мэтии (Bausum, Matney, 1965) нашли, что факультативный термофил В. licheniformis (штамм Allen), растущий обычно при 37°С, может расти также и при 55°С, но только после предварительного периода адаптации при промежуточной температуре. Кэмпбел (Campbell, 1955) показал, что а-амилаза из факультативного термофила (Bacillus), выращенного при 55°С, оказалась термостабильной, тогда как а-амилаза из того же организма, выращенного при 37°С, была термолабильной.
До недавнего времени результаты исследований по термоадаптации не учитывались должным образом в концепции термофилии. В одной из более поздних работ изучались термоадаптация и метаболические различия у В. stearolhermophilus, выращенной при 55 и 37°С (Jung et al., 1974). Путем культивирования бактерий при промежуточной температуре 46°С исследователи превратили не только факультативный штамм В. slearolhermo-philus (АТСС 7954), но и три облигатно-термофильных штамма (NCIB 8924, АТСС 7953 и 12977) в мезофильные варианты и вновь перевели их в исходные термофильные формы. Для осуществления такого превращения была использована среда, содержащая экстракты из тканей мозга и сердца. В бактериальных экстрактах был выявлен ряд значительных метаболических различий, зависящих от температуры роста бактерий. В экстрактах клеток, выращенных при 55°С, были обнаружены высокие активности глицеральдегид-3-фосфат — дегидрогеназы (ГФДГ)
