Егоров - Основы учения об антибиотиках - 1986 (947288), страница 14
Текст из файла (страница 14)
д. Присутствие в среде той или другой формы источника азота нли источника углерода или другого компонента провоцирует организм, естественно, по-разному на них реагировать в зависимости от наличия у микроба тех или иных ферментативных систем и их активности н как результат определенно направлять реакции обмена веществ. Зто может способствовать выявлению потенциальных антнбнотическнх свойств микроорганизмов нлн, наоборот, тормозить нх образование. Подбирая среды нужного состава, следует учитывать специфику культивируемого организма.
Зто необходимо для создания оптимальных условий (с учетом специфики организма), которые бы способсгвовалн наилучшему росту микроба н биосннтезу необходимых продуктов жизнедеятельности. Например, если организм не может синтезировать некоторые существенные для его жизнедеятельности соединения (как например, аминокислоты нлн витамины) нз простых веществ субстрата, то для его развития следует в состав среды ввести готовые аминокислоты нли витамины, К таким «требовательным» организмам относятся некоторые виды бак- 61 терий (молочнокислые н др.). Актиномицеты н преимущественно почвенные плесневые грибы, как правило, строят вещества своего тела н довольно сложные по химическому составу конечные продукты обмена из соединений, образуемых из простых компонентов субстрата.
Источники азота Источники азота оказывают важное влияние на образование антибнотических веществ микроорганизмами. На средах с одними источниками азота организмы могут хорошо развиваться, но не осуществляют в данных условиях биоснитеза антибпотика. Например, продуцент антиопухолевого антибиотика аурантнна 5гг. аигапйсиз прекрасно развивается на среде, содержащей в качестве единственного источника азота пелтон, но при этом не образует антибиотика. Биосинтез аурантина идет на среде с ннтратом в качестве источника азота. Обычно в средах для культивирования микроорганизмов в качестве источника азота используют соли азотной (ННОз) илн реже соли азотистой( НИОз) кислот, аммоиийные соли органических нли неорганических кислот ( — НН4) илн аминокислоты ( — НН2), белки н продукты нх гидролиза (пептоны, гидролнзаты).
Как видно, в этих источниках азот находится или в виде окисленной формы ( — НОз, — МОз), или в восстановленной форме (ХН4,— ЫНэ). В натуральных средах неопределенного состава, содержащих соевую муку, кукурузный экстракт и другие подобные компоненты, азот содержится главным образом в форме белков, питательная ценность которых зависит от наличия у микроорганизмов соответствующих протеаз, расщепляющих эти белки, и определяется тем. насколько легко в процессе ферментативного гндролиза из белков освобождается азот в виде аминокислот и несложных полипептидов, а в конечном счете в форме — ННь Для многих организмов наиболее легко усвояемыми формами азота являются аммонийные соли и аминокислоты, в которых азот находится в восстановленной форме. Так, Яг. йг(зеаз хорошо развивается на средах, содержащих аммонийные источники азота, но не может использовать нитраты в качестве единственного источника азота.
Аминокислоты играют существенную роль в метаболизме микроорганизмов. Эго объясняется, во-первых, тем, что аминокислоты непосредственно участвуют в синтезе белка (структурного и ферментов) н различных полипептидов; во-вторых, они могут принимать участие в образовании антибиотиков, в том числе и небелковой природы. Аминокислоты могут оказывать заметное влияние на активность ферментов (нндуцировать нх образование нлн репрессировать, подавлять активность). Присутствие в среде одних аминокислот может приводить к образованию других. 62 Однако многие микроорганизмы с успехом могут использовать и окислениые формы азота, некоторые из них для биосинтеза антибиотика нуждаются именно в нитратном источнике азота (5(г.
аигапйсиз, Яг. аибггор1сиз и некоторые другие). По всей вероятности, процесс использования нитратов идет через следующие этапы: НОр -)- )))О, -и- ННа — Аминокислоты — Белок Процесс восстановления нитрата до нитрита идет при участии молибденсодержашего фермента иитратредуктазы. По-видимому, процесс превращения ХОз в ЫНз происходит через образование азотиоватистой кислоты (НтЫтОт), гидрокснламина (ХНтОН) н гидрозина (ХНр — МНт). Поэтому схему восстановления нитрата до аммония можно представить следующим образом: ХОн НО, -м НнНаОн ХНрОН -и ННнЫНа -м ИН, (нитрат) (интриг) (ааотноаатис- (гиароиоиаа- (гнароаии) (аммония) тан ииоаота) инн) Для ряда актиномицетов ннтраты как источники азота иногда усваиваются лучше, чем аммоиийиые соли.
Даже нитриты, если их вносят в среду в небольших количествах (не более 50 мг НатХОт на 1 л среды), могут использоваться актиномицетами в качестве источников азота. Важно отметить, что использование иитритов тесно связано с источникам углерода в среде. Например, в присутствии глицерина нитриты используются гораздо лучше по сравнению с тем, когда в среде присутствует глюкоза. Доступность того или иного источника азота зависит в основном от химической природы используемого углерода. Так, при развитии Яг, сое11со1ог на среде с глюкозой происходит образование органических кислот, в силу чего интриг, образующийся при восстановлении нитрата, оказывается особенно ядовитым.
Если же в среде присутствует аспарагиновая кислота, то ее амииогруппа связывает нитриты и они не оказывают токсического действия. Использование аммония н некоторых органических источников азота плесневыми грибами в большой степени зависит от наличия в среде органических кислот. Небольшие количества (О,!— 0,27о) дикарбоновых кислот с четырьмя углеродными атомами (напрнмер, янтарная, фумаровая) способствуют лучшему усвоению азота. Это, по всей вероятности, связано с тем, что в данном случае легче образуются кетокислоты, которые, в свою очередь, связывают аммиак.
В этом виде значительно упрощается включение аммиака в метаболизм грибов. Определенную роль в развитии организмов и образовании антибиотиков играют также катионы и авионы солей используемых источников азота Например, прн одной н той же форме азота могут получиться разные результаты как в развитии организма, так бз н в образовании антибиотика, Зависит это от тех особенностей солей, в которых находится данная форма азота (ИО ), а также от имеющихся в ннх катионов (КИОЗ и Са(ИОз)ь Влияние ионов калия н кальция (К+ и Са' ) будет различным — непосредственно на организм н через изменение субстрата.
Ионы Са'+ могут, например, связывать ионы фосфорной кислоты с образованием нерастворимых соединений, что, в свою очередь, может создать недостаток фосфора в среде. Или другой пример. Если организм хорошо использует аммоннйную форму азота, то для его развития небезразлично, в какой форме этот аммоннй вводится в среду, При использовании, например, сернокнслого и молочнокислого аммония можно получить различные результаты, несмотря на то, что азот представлен одной н той же формой. При использовании сернокислого аммония среда будет сильно подкисляться в результате накопления ионов серной кислоты. Если же будет использоваться молочнокислый аммоннй, то резкого сдвига в значении рН субстрата может не пронзойтн, так как освобождающаяся молочная кислота легко может быть использована организмом в качестве источника углерода.
Таким образом, в данном случае роль авиона при одной н той же форме азота (ИН4) будет также различной, Все эти факторы необходимо учитывать при изучении развития микроорганизмов и возможностей образования ими антибиотиков. В зависимости от источника азата и формы, в которой он присутствует в среде, микроорганизм будет в состоянии синтезировать антибиотическое вещество илн он будет лишен этой способности, Так, продуцент стрептомнцнна не образует антибиотика при развитии на средах с нитратами нли нитритамн в тех случаях, когда они являются единственными источниками азота.
Образование стрептомнцнна происходит на средах с аммонийными ьсточникамн азота. То же самое можно сказать я в отношении продуцеита хлортетрацнклниа — Ик аигео(ас(епз, Биосинтез пенициллина идет более энергично, если в среде наряду с аммоинйным источником азота имеется нитратный источник азота. Альбомицин, выделяемый нз культуры Яг.
зайггор1сиз, образуется на среде, содержащей в качестве единственного источника азота КИОз. Источники углерода Как уже отмечалось выше, использование того или нногоисточника азота во многом зависит от источника углерода, находящегося в среде. Благодаря различной химической природе, благодаря неодинаковой степени окисленности, источники углерода сами по себе также оказывают существенное влияние на развитие микроорганизмов н, следовательно, на образование нми антибиотическнх веществ.
Иногда на одних источниках углерода развнтяе организма и биосинтез антибиотика происходят хорошо, на других — организм или совсем не развивается, илн развивается, но без биосинтеза антибиотика. Например, нами было показано, что Васй(пз тезеззтеггсиз, выделенный из ризосферы кукурузы, лучше развивается и жидкой синтетической среде при едкнственном источнике углерода — глюкозе, Щавелевая, яблочная, лимонная и уксусная кислоты непригодны для развития Вас. пзезепгег/сиз н образования антибиотика.
Установлено, что наилучшим источником углерода в среде является комбинация диух веществ: глюкозы н аспарагнновой кислоты илн глюкозы и молочной кислоты. Прн раздельном использовании глюкозы, аспарагиновой кислоты илн молочной кислоты антиблотнческая активность этой культуры значительно ниже. Изучая влияние различных источников углерода на биосинтез грамицнднна С культурой Вас. Ьгео/з чаг. Сц В. в условиях глубнвного выращивания, установлено, что этот организм также по-разному относится к источникам углерода при развитии и образовании грамнцнднна С (табл.
10). Таблица ТО Влияние источников углерода нв рост Вас!низ Ьгаогв увг. П. В. н биосинтез граяняндинв С (ло Коршунову н Егорову, 19621 хр х хйх х а' чйй 6 н ар-н а а й я Ф Вн хна я углерода Иетааннн ухнерааа Глюкозе Гвлактоза Мвльтозв Сахароза . Лактоза Крахчнл Глицерин 300 250 250 0 О 250 ЮОО 220 300 250 140 160 160 460 Маннит Зтанол Янтарная кислота ...
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
