11038 (761143), страница 4
Текст из файла (страница 4)
В общих чертах, при попадании клетки в дейтерированную среду из неё не только исчезает протонированная вода за счет реакции обмена Н2О - 2H2О, но и происходит очень быстрый изотопный (1Н-2H)-обмен в гидроксильных, карбоксильных, сульфгидрильных и аминогруппах всех органических соединений, включая нуклеиновые кислоты, липиды, белки и сахара. Известно, что в этих условиях только С-Н связь не подвергается изотопному обмену и вследствие этого только соединения со связями типа С-2H могут синтезироваться de novo [34]. Кроме вышеобозначенных эффектов, возможное изменение соотношения основных метаболитов в процессе адаптации к тяжелой воде также может негативно сказываться на рост клетки. Также не исключено, что эффекты, наблюдаемые при адаптации к 2H2О связаны с образованием в 2H2O конформаций молекул с иными структурно-динамическими свойствами, чем конформаций, образованных с участием водорода, и поэтому имеющих другую активность и биологические свойства. Так, по теории абсолютных скоростей разрыв С2H-связей может происходить быстрее, чем СH-связей, подвижность иона 2H+ меньше, чем подвижность Н+, константа ионизации 2H2О несколько меньше константы ионизации Н2О [35]. Суммируя полученные данные, можно сделать вывод, что чувствительности различных клеточных систем к 2H2O отличны. С точки зрения физиологии, наиболее чувствительными к замене Н+ на 2H+ могут оказаться аппарат биосинтеза макромолекул и дыхательная цепь, т. е., именно те клеточные системы, которые используют высокую подвижность протонов и высокую скорость разрыва водородных связей.
Нам представляется выбор бактерий в качестве модельных объектов для данных исследований наиболее целесообразным, так как прокариоты как организмы, стоящие на более низких ступенях развития живого, наиболее лабильны в генетическом аспекте и тем самым быстрее реагируют и приспосабливаются к изменчивым факторам среды. В заключение следует подчеркнуть, что для того чтобы сделать более конкретные выводы о природе и механизме адаптации клеток к тяжелой воде, необходимы экспериментальные данные по физиологии и биохимии адаптированных клеток.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Young V. R., Yu Y. M., Krempf M. Protein and amino acid turnover using the stable isotopes 15N, 13C, and 2H as probes.: in New techniques in nutritional research, eds., H. R. G. Whitehead, A. J. Prentice, A. J.- Academic Press. - New York, 1990. - V. 9. - P. 17-72.
2. Harbison G. S., Smith S. O., Pardoen J. A., Mulder P. P. J., Lugtenburg J., Herzfeld R., Mathies R., Griffin R. G. // Biochemistry. - 1984. - V. 23. - P. 2662-2667.
3. Ames J. B., Ros M., Raap J., Lugtenburg J., Mathies R. A. // Biochemistry. - 1992. - V. 31. - P. 5328-5335.
4. Fischer M. R., de Groot H. J. M., Raap J., Winkel C., Hoff A. J., Lugtenburg J. // Biochemistry. - 1992. - V. 31. - P. 11038-11043.
5. LeMaster D. L., Richards F. M. // Anal. Biochem. - 1982. - V. 122. - P. 238-247.
6. McIntosh L. P., Dahlquist F. W. // Quarterly Reviews of Biophysics. - 1990. - V. 23. - P. 1-38.
7. Fesik S. W., Zuiderweg E. R. P.// Quarterly Reviewes of Biophysics. - 1990. - V. 23. - N. 2. - P. 97-131.
8. Rothschild, K. J., Braiman, M. S., He, Yi-Wu., Marti, T., Khorana, H. G. // J. of Biol. Chem. - 1990. - V. 28. - P. 16985-16991.
9. Haris P. I., Robillard G. T., Vandijk A. A., Chapman D. // Biochemistry. - 1992. - V. 31. - N 27. - P. 6279-6284.
10. Argade, P. V., Rothschild, K. J., Kawamoto, A. H., Herzfeld, J., Herlihy, W. C. // Proc. Natl. Acad. Sci. USA. - 1981. - V. 78. - N 3. - P. 1643-1646.
11. Raap J., Winkel C., de Wit A. H. M., van Houten A. H. H., Hoff A. J., Lugtenburg J. // Anal. Biochem. - 1990. - V. 191. - P. 9-18.
12. Karnaukhova, E. N., Reshetova, O. S., Semenov, S. Y., Skladnev, D. A., and Tsygankov, Y. D. // Amino Acids. - 1994. - V. 6. - P. 165-176.
13. Busujima U. K., Shimiba S., Narita K., Okada S. // Chem. Pharm. Bull. - 1988. - V. 36. - P. 1828-1832.
14. Мосин О. В., Карнаухова Е. Н., Пшеничникова А. Б., Складнев Д. А., Акимова О. Л. // Биотехнология. - 1993. - N 9. - С. 16-20.
15. Мосин О. В., Складнев Д. А., Егорова Т. А., Юркевич А. М., Швец В. И. // Биотехнология. - 1996. - N 3. - С. 3-12.
16. Мосин О. В., Складнев Д. А., Егорова Т. А., Юркевич А. М., Швец В. И. // Биотехнология. - 1996. - N 4. - С. 27-35.
17. Складнев Д. А., Мосин О. В., Егорова Т. А., Ерёмин С. В., Швец В. И. // Биотехнология. - 1996. - N 5. - С. 25-34.
18. Crespi H. L. Biosynthesis and uses of per-deuterated proteins. in: Synt. and Appl. of Isot. Label. Compd. // Ed. R. R. Muccino. - Elsevier. - Amsterdam, 1986 - P. 111-112.
19. Katz J, Crespi H.L. // Pure Appl. Chem. - 1972. - V.32. - P. 221-250.
20. Daboll H. F., Crespi H. L., Katz J. J. // Biotechnology and Bioengineering. - 1962. - V. 4. - P. 281-297.
21. Crespy H. L. Stable Isotopes in the Life Sciences. - International atomic energy agency. - Vienna. - 1977. - P. 111-121.
22. Кейл Б. Лабораторная техника органической химии. - М.: Мир, 1966. - С. 504.
23. Bligh E.G., Dyer W.J. // Can. J. Biochem. Physiol. - 1959. - V. 37. - N. 8. - P. 911-918.
24. Полюдек-Фабини Р., Бейрих Т. // Органический анализ. - Л. Химия. - 1981. - С. 515-516.
25. Kletsova L. V., Chibisova E. S., Tsygankov Y. D. // Arch. Microbiol. - 1988. - V. 149. - P. 441-446.
26. Nesvera J., Patek M., Hochmannova J., Chibisova E., Serebrijski I., Tsygankov Y., Netrusov A. // Appl. Microb. Biotechnol. - 1991. - V. 35. - P. 777-780.
27. Ворошилова Э. Б., Гусятинер М. М., Жданова Н. И. // Биотехнология. - 1989. - N 2. - С. 137-141.
28. Максимова Н. П., Олехнович И. Н. Регуляция биосинтеза ароматических аминокислот у метилотрофных бактерий: Биохимия и физиология метилотрофов. - Пущино, 1987. - С. 77-85.
29. Colby J., Dalton H. // Ann. Rev. Microbiol. - 1979. - V. 33. - P. 481-517.
30. Мосин О. В., Складнев Д. А., Егорова Т. А., Швец В. И. // Биоорганическая химия. - 1996. - Т. 22. - N 10-11. - С. 856-869.
31. Никонова Е. С., Доронина Н. В., Троценко Ю. А. // Приклад. биохим. и микробиол. - 1986. - Т. 22. - С. 557-561.
32. Barksdale A. D., Rosenberg A. // Methods Biochem. Anal. - 1982. - V. 28. - P. 1-25.
33. Tuchsen E., Woodward C. K. // J. Mol. Biol. - 1985. - V. 185. - P. 421-430.
34. Perrin C. L., Arrhenius G. M. L. // J. Am. Chem. Soc. - 1982. - V. 104. - P. 6693-6699.
35. Covington A. K., Robinson R. A., Bates R. G. // J. Phys. Chem. - 1966. - V. 70. - P. 3820-3829
О. V. МОSIN
Moscow State Academy of Fine Chemical Technology named after M. V. Lomonosov, 117571
The study of physiological adaptation process of bacteria to heavy water
The physiological adaptation process of various bacterial producents of amino acids, proteins and nucleosides belonging to various taxsonomic groups of microorganisms (facultative and obligate methylotrophic bacteria - Brevibacterium methylicum and Methylobacills flagellatum, halophilic bacterium - Halobacterium halobium and bacills - Bacillus subtilis) to growth and biosynthesis of necessary compounds on media containing the maximum concentration of heavy water is investigated. In article is informed on a method, which consists in multistep adaptation of bacteria to deuterium with the folowing selection of individual colonies grown on 2H2О. In the result of application of the given approach among the studied bacteria were selected the individual strains keeping high growth and biosynthetic abilities while growing on 2H2О. Data on growth and adaptation of studied bacterial strains on selective growth media, both minimum, and complex media, containing as a source of deuterium 2H2О/(2H)methanоl and (2H)biomass of methylotrophic bacteria B. methylicum, received during multistep adaptation to 2H2O are submitted.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
