Индукция ферментов в норме и патологии - Крицман М.Г.
Скачать (прямая ссылка):
одной бактериальной популяции в результате индуцированного синтеза
фермента, а в другой генетически отличной популяции - при отсутствии
индукции.
Данные ранних работ давали основание считать, что индуцированные ферменты
обладают узкой специфичностью в отношении субстрата, вызвавшего их
образование. Еще Karstrom (1937-1938) указывал на эту особенность;
культивируя Bad. mesenteroides в среде, содержавшей различные сахара
(галактозу, арабинозу, мальтозу и др.), он обнаружил узкоспецифическую
ответную реакцию.
В работах Sickler, Shaw (1935), Dubos (1939, 1940) показано, что
ферменты, катализирующие превращение капсульных полисахаридов
пневмококков, проявляют весьма узкую специфичность действия. В связи с
этим авторы считали, что индукция ферментов может оказаться более
специфическим индикатором, чем образование антител при иммунизации
экспериментальных животных полисахаридными антигенами.
Аналогичная особенность отмечена в работе Rhoades (1941) при изучении
образования индуцированных ферментов дрожжевыми клетками S. cerevisiae,
S. ellipsoideous, S. cartbergenis и др., катализирующих превращение
глюкозы, маннозы, сахарозы, рафинозы, галактозы, мальтозы и других
сахаров. Из данных Mirick (1943) также следует, что ферменты,
индуцированные парааминобензойной кислотой, не катализируют превращение
ортоаминобензой-ной кислоты.
Узкая специфичность так называемых индуцированных ферментов,
катализирующих окисление креатинина, установлена в работе Dubos, Miller
(1937). Эта закономерность отчетливо иллюстрирована данными, приведенными
в табл. 1, из которых видно, что введение метальных или ацетильных групп
в молекулу креатинина делает субстрат недоступным для расщепления
ферментом, возникшим в результате индуцирующего действия креатинина.
Аналогичная закономерность наблюдается при удалении метальной группы,
находящейся в положении 3 или 5.
10
Таблица 1
РАСЩЕПЛЕНИЕ ВЕЩЕСТВ, РОДСТВЕННЫХ КРЕАТИНИНУ,-ИНДУЦИРОВАННЫМИ ФЕРМЕНТАМИ
ПОЧВЕННЫХ БАКТЕРИЙ (DUBOS, MILLER, 1937)
Субстрат % превращения ферментами исследованных субстратов
NC HR
Креатшшн 100 100
5-метилкреатинин 0 0
Диметилкреатинин, 4(или 5)-бепзоил- 0 0
креатинин 5-бензоилкреатинип 0 0
2-беизоилкреатинии 0 0
Г ликоциамидин 10 15
5-метилгликоциамидин 10 0
Ацетилкреатинин 10
Работами Stanier (1950), Stanier, Tsuchida (1949) установлена
стереоизомерия индуцированных ферментов. При исследовании ферментной
системы Pseudomonas sp., индуцированной L-триптофаном, оказалось, что
возникновение специфического фермента, катализирующего окисление этого
оптического изомера, происходило практически без индукционного периода. В
этих же условиях рацемический DL-триптофан окисляется со значительно
меньшей интенсив-, ностью. Выяснилось, что при коротких сроках инкубации
происходило окисление только Д-изомера (рис. 1). Авторы предполагали, что
по мере окисления А-триптофана и освобождения D-триптофана происходит
образование узкоспецифического фермента, способного катализировать
окисление этого изомера. Отдельными экспериментами показано также, что
при добавлении П-изомера триптофана клетки Pseudomonas sp. быстро
приобретают способность его окислять (рис. 2).
По-видимому, в этих условиях эксперимента происходит образование
соответствующего фермента, на что в известной мере указывает торможение
окисления П-триптофана при добавлении динитрофенола и других ферментных
ядов, которые, как известно, тормозят синтез белка и, как видно будет
далее, образование индуцированных ферментов.
11
Таким образом, результаты приведенных исследований показали, что многие
индуцированные ферменты обладают весьма узкой специфичностью. Однако
образование некоторых ферментов происходит при наличии в культуральной
среде субстратов, структурно мало сходных со специфическим субстратом.
Так, Haines (1932, 1933) показал, что некоторые неорганические соли
металлов (Ca2+,Mg2+, Fe3+) значительно стимулируют образование
желатиназы. Quastel (1937) отметил, что, несмотря на большие вариации в
составе культу-
1. Окисление L- и DL-триптофана клетками Pseudomonas, адаптированными к
L-трип-тофану (Stanier, 1950):
/ - эндогенное поглощение 02; 2 - поглощение
в присутствии 1 мкМ DL-триптофана; 3-1 мкМ L-триптофана; 4 - 2 л(/сМ /)L-
триптофана; 5-2 мкМ
L-триптофана; 6 - 3 мкМ DL-триптофана; 7- 3 мкМ L-триптофана.
ральной среды, допустимые при выращивании Micrococcus lysodeciicus, в
которой возможно возникновение ферментов, катализирующих превращение
мочевины, фумаровой кислоты и др., добавление мочевины не стимулирует
образование уреазьт. При добавлении янтарной или фумаровой кислоты не
наблюдалось повышения активности фумаразы; добавление глюкозы к
питательной среде значительно повышает активность уреазы; при этом
происходит торможение активности катал азы микроорганизмов. *$?.
По данным Knox (1950, 1953; Нокс, 1956), изменение температуры среды
значительно влияет на процесс образования ряда индуцированных ферментов.
