Жизнь микробов в экстремальных условиях - Кашнер Д.
Скачать (прямая ссылка):
филов на присутствие соли. Это было установлено для внеклеточной амилазы умеренного галофила (Onishi, 1972) и для NADIT-дегидрогеиазы V. costicola (Hochstein, личное сообщение).
В этом же плане была изучена биосинтетическая треошшде-гидратаза.(ТДаза) V. costicola. Этот фермент образуется при выращивании клеток на глюкозомииеральной среде. В среде, содержащей несколько аминокислот, образование этого фермента подавляется и, более того, не происходит синтеза катаболической ТДазы. Интересно, что изменение активности этого фермента и его ингибирования по принципу обратной связи в-ответ на,-присутствие соли протекает совершенно иначе, чем аналогичное изменение биосинтетической ТДазы Е. coli (рис. 8.2). Наибольшая активность обоих ферментов наблюдается- в отсутствие NaCl (хотя соли стабилизируют ТДазу U. costicola). По мере повышения концентрации соли активность ТДазы галофила снижается, достигая в конце концов примерно 30% максимальной величины. Ингибирование фермента по принципу обратной связи под действием изолейцина происходит на достаточно высоком уровне во всем диапазоне концентраций NaCl. Таким образом, функционирование этого фермента протекает вполне удовлетворительно (как в отношении активности, так и регуляции) в широких пределах солевых концентраций'. Изменение как активности ТДазы, так и ее ингибирования по принципу обратной связи в ответ на присутствие NaCl было одинаковым независимо от тех концентраций солей, при которых происходило культивирование К- cos-licola (Shindler, 1976); - • ¦ . -
Что касается фермента, выделенного из Е. coli, то его активность также снижалась с увеличением концентрации NaCl, однако уже при концентрации 2 М и выше наблюдалась почти полная •его инактивация. В 3 М растворе соли изолейцин не ингибировал фермент по принципу обратной связи.
Было изучено лишь небольшое число других регуляторных ферментов умеренных галофилов. АТКаза N. costicola (мол. вес 160 000) проявляет максимальную активность в 2 М растворе NaCl. Однако этот фермент не ингибируется по принципу обратной связи под действием СТР или UTP и на него не действует целый ряд других нуклеотидов. По-видимому, он не подвергается .аллостерической регуляции (Shindler, 1976).
Можно предположить, что ответная реакция транспортных ¦систем умеренных галофилов на присутствие соли меняется при выращивании клеток в растворах с различной концентрацией соли, но эта интересная возможность не изучалась.
Рибосомы V. costicola имеют одинаковые седиментационные свойства в широких пределах концентраций соли, причем их поведение не зависит от того, выращивались ли клетки в средах с ¦более высокой или более низкой концентрацией соли (Wydro et al., 1977).
Выращивание клеток умеренных галофилов при различных солевых концентрациях, вероятно, не вызывает больших изменений в химическом составе их клеточных стенок и липидов. По своему липидному составу умеренные галофилы, выращенные в растворах с высокой концентрацией соли, не обнаруживают сходства с экстремальными галофилами, для которых характерно наличие дигидрофитиловых эфиров липидов и практически полное отсутствие жирных кислот (Kates et al., 1966; Kushner, Forsyth, неопубликованная работа, проведенная на V. costicola и P. halodenitrificans). Эти два умеренных галофила и толерантный «факультативный галофил» Planococcus halophilus сохраняют также мурамовую кислоту (и, вероятно, мукопептидную структуру) при росте в высококонцентрированиых солевых растворах (Forsyth, 1971; Novitsky, Kushner, 1975). Упомянутые выше эксперименты и аналогичные данные, полученные на занимающем пограничное положение экстремальном галофиле Acti-nopolyspora halophila (Gochnauer et al., 1975), позволяют предположить, что необычные свойства липидов и клеточных стенок галобактерий и галококков не обязательно связаны с их ростом в высококонцентрированных солевых растворах или даже с их потребностью в высоких концентрациях солей. И действительно, до сих пор остается неизвестным, почему красные галофилы имеют такие необычные стенки и липиды. Ферменты, действующие на эти структуры, по-видимому, чрезвычайно редко встречаются в природе и возможно, что именно на этом основано действие за-
щитных механизмов у экстремальных галофилов. Благодаря тому, что все липиды экстремальных галофилов имеют изопреноид-ную структуру, из них могут образоваться различные пигментированные соединения, которые должны способствовать выживанию этих микроорганизмов, растущих на ярком солнечном свету (Dtmdas, Larsen, 1962)..
А. СИНТЕЗ БЕЛКА in vitro
Одна из основных проблем, возникающих при изучении умеренных и экстремальных галофилов, заключается в определении истинных концентраций свободных ионов в цитоплазме. Определение количества связанных клеткой ионов в отличие от их внутриклеточной локализации не доставляет больших затруднений. Масуи и В ада (Masui, Wada, 1973) обнаружили, что значительное количество ионов Na+ и К+ может быть связано оболочкой умеренно галофильной палочки. Хотя это и свидетельствует о том, что некоторые из содержащихся в клетке ионов не находятся в свободном состоянии в цитоплазме, на основании количества ионов, связанных оболочками разрушенных клеток, очевидно, невозможно рассчитать путем экстраполяции количество ионов, связанных с оболочкой в живой клетке. Прежде всего, равновесие связывания одновалентных ионов нарушается в результате разбавления внутриклеточного материала, что обязательно происходит при разрушении клеток и выделении оболочек Далее, весьма вероятно, что способность оболочек к связыванию ионов меняется при их разрушении и удалении из естественной среды обитания клеток.
