Егоров - Основы учения об антибиотиках - 1986 (947288), страница 15
Текст из файла (страница 15)
Пировиноградная кислота Уксусная кислота... Молочная кислота 100 120 160 95 30 160 0 0 350 0 25 250 65 Из данных, приведенных в табл. !О, следует, что на среде, содержащей янтарнокислый аммоний (0,5$), такие сахара, как глюкоза, галактоза и мальтоза, способствуют сравнительно хорошему росту организма н относительно высокому уровню биосинтеза грамицндина С (до 250 — 300 мкг/мл).
Лактоза и сахароза в тех же условиях среды не оказывают благоприятного влияния на рост Вас. Ьгео/з и в этих условиях не способствуют образованию антибиотика. При испытании спиртов удалось установить, что только на глицерине происходит хорошее развитие организма и наблюдается относительно высокий выход грамицнднна (до 1ООО мкг/мл). В слу- чаях с кислотами сравнительно хорошее разшггие бактерий и биосинтез грамицидина С происходит только на янтарной н молочной кислотах.
Прн развитии Реп(сШьпт сйгузойепит — продуцента пенициллина — лактоза используется организмом медленнее, чем глюкоза, и это сказывается на выходе антибиотика. Если в среде в качестве источника углерода присутствует только глюкоза, то все обменные процессы, осуществляемые грибом, ускоряются. В этих условиях максимум образования пенициллина происходит приблизительно через 50 ч развития культуры, вследствие чего уровень бносинтеза антибиотика остается низким. В присутствии же лактозы максимум образования антибиотика происходит через 150 †1 ч и это способствует повышению выхода пенициллина.
Поэтому нз практике для получения пенициллина обычно используют одновременно н глюкозу и лактозу, что обеспечивает хорошее развитие гриба и высокий уровень биосинтеза пенициллина. КОЛИЧЕСТВЕННОЕ СООТНОШЕНИЕ ИСТОЧНИКОВ УГЛЕРОДА И АЗОТА В СРЕДЕ Важное значение для развития организмов и образования имн антибиотиков имеет количественное соотношение источников углерода н азота, содержащихся в среде. Установлено, что для наиболее благоприятного развития микроорганизма в среде должно существовать определенное соотношение между углеродом и азотом, выражающееся соотношением примерно 20:1 (С: И=20). Однако такое соотношение углерода н азота не всегда благоприятно для образования антибиотика. Далеко не во всех случаях биосинтез антибиотика происходит пропорционально накоплению биомассы микроба.
Иногда при хорошем росте организма не наблюдается образования антибиотика или он синтезируется в небольшом количестве. Поэтому для образования организмом антибиотических веществ необходимо в каждом конкретном случае подбирать соответствующие соотношения углерода и азота в среде. Для биосинтеза, например, хлортетрациклина культурой 51г. аигео)асьепз лучшим источником углерода в среде является глюкоза, причем увеличение содержания глюкозы в среде выше ЗТь прн неизменной концентрации других компонентов приводит к заметному снижению вььхода антибиотика. Имеется и ряд других примеров, показывающих, что при изменении в среде определенного соотношения отдельных компонентов происходит изменение биосинтетической активности организма. Так, для продупеита тетрациклина Я«.
аигео1ас(епз концентрация глюкозы в среде, равная 50 мг/мл (при содержании 2,4 мг/мл аммонийного азота), способствует максимальному росту актиночицета (около 20 мг/мл) с образованием почти 200 мкг/мл антибиоти- 66 ка.' Увеличение. концентрации глюкозы до 60 — 86 мггмл тормозит рост актнномнцета, а 26 мггмл сахара не обеспечивает нормального роста микроорганизма. Для продуцента антибиотика альбомицнна Яг. зий1горТсиз установлено, что при создании в среде избытка углерода и недостатка азота (Коз) наблюдается значительное изменение характера протекаемого процесса. Уменьшение количества азота не сказывается отрицательно на росте актнномицета. Однако при этом условии происходит очень быстрое использование азота нитрата, а время полного потребления углевода значительно растягивается, наблюдается существенное ослабление протеолнтического процесса.
При таких условиях развития актиномицета происходило снижение образования антибиотика. Совсем иная картина наблюдается при изменении соотношения источника углерода и азота в среде в сторону значительного снижения концентрации углерода. При недостатке углевода в среде происходит его быстрое потребление, в то время как нитрат еще содержится в среде.
Этн условия оказывают благоприятное действие на биосинтез альбомицина. ИСТОЧНИКИ МИНЕРАЛЬНОГО ПИТАНИЯ И ИХ РОЛЬ В РАЗВИТИИ МИКРООРГАНИЗМОВ Жизнь микроорганизмов и их биохимическая деятельность во многом зависит от наличия в протоплазме клеток и в окружающей среде неорганических соединений, содержащих такие элементы, как фосфор, калий, кальций, магний, сера, железо, марганец, цинк, медь, молибден и др. Макро- и микроэлементы играют важную роль в жизнедеятельности микроорганизмов. Многие из них входят в состав протоплазмы микробной клетки в качестве составных частей некоторых ферментов, другие элементы выступают в качестве компонентов, регулирующих осмотическое давление или изменяющих гидрофнльность протоплазмы клеток.
В золе микроорганизмов обнаруживаются фосфор, калий, магний, кальций, натрий, сера, железо, марганец, медь, цинк, бор, висмут и некоторые другие элементы. В расчете на массу сухого вещества фосфор составляет до 4,ба, калий — до 1,3, магний — до 0,6, кальций — до 0,8, натрий — до 1,0, сера — до 1,О, железо — до 0,2'ф и т. д.
Однако присутствие того илн иного элемента в золе микроба еще не указывает на то, что этот элемент действительно необходим микроорганизму. В золе могут обнаруживаться элементы, которые в процессе жизнедеятельности микроба адсорбировалнсь на его поверхности. Вместе с тем теперь точно установлено, что большинству указаияых элементов принадлежит активная роль и биохимической деятельности микроба. ат Макрозлемеиты и их значение в жизнедеятельности микроорганизмов Макроэлементы (фосфор, сера, калий, кальций и магний) входят в состав клетки как структурные элементы или же являются частью ферментных систем. И в том и в другом случае онн выполняют важнейшие физиологические функции клетки: регулируют проницаемость клеточной мембраны, участвуют в переносе энергии, выполняют роль активаторов ряда ферментов и т.
д, Фосфор. Фосфор необходим для жизнедеятельности всех организмов, так как он входит в состав важнейших соединений клетки: нуклеопротеидов, нуклеиновых кислот, полифосфатов, фосфолипидов, а также обнаруживается в некоторых промежуточных продуктах обмена. Помимо этого соединения фосфора играют определенную роль в различных химических превращениях и в особенности в углеводном обмене н в переносе энергии. Больцшнство микроорганизмов легко использует в качестве источников фосфора неорганические ортофосфаты.
Отдельные виды могут наряду с использованием фосфатов потреблять и фитаты (соли ниозитфосфорных кислот). К числу таких организмов относятся некоторые грибы, например РешсИшт сйгузойепиль Недостаток фосфора в среде приводит к резкому изменению у актиномицетов обмена веществ, связанного с нарушением потребления и усвоения углеводов и азота. В свою очередь избыток фосфора в среде также резко влияет на метаболизм организмов. При избытке минерального источника фосфора в среде происходит изменение в биохимическом составе протоплазмы мицелия актииомицетов, нарушаются физиологические функции клетки; иногда это резко сказывается на процессе образования антибиотиков. Продуцент стрептомицина Ягер1отуеез лг(зеиз весьма чутко реагирует на изменение концентрации фосфора в среде; изменяется содержание в цитоплазме рибонуклеиновой кислоты (РНК) и дезоксирибонуклеиновой кислоты (ДНК) в ядерном веществе, что приводит к смещениям в жизненном цикле актиномицета.
Оптимальное содержание фосфора в среде, в зависимости ог ее состава, от 14 до !40 мкг)мл обеспечивает хорошее развитие актиномнцста и образование стрептомицина. При повышении концентрации фосфора происходит резкое снижение выхода антибиотика. Аналогичные закономерности наблюдаются у продуцентов антибиотиков тетрациклиновой природы (51гер1огпусез аигео)асГепз, Яг. гйиозиз), у продуцеита аурантина (Бтг. аигап11сиз) и ряда других организмов. Однако продуцепт грамицидина С Вас1Ииз Ьгеогз не реагирует заметно на изменения концентрации фосфора в среде в пределах от 0,2 до 1Ъ двузамещенного фосфата калия. То же самое можно сказать и о продуценте новобиоцина.
Все это дало основание Левитову и Бринберг (1967) условно разделить продуценты антибиотиков по отношению к концентрации фосфора в среде на три группы: 68 ТоГиитца 11 Влнннне ноицмпрацнн би!сфера а срезе на изменение мнцслнн Реп!с!(1тит сагувобмисл нпамма 369 (сб н общему объему биомассы) н обратонанне неннцнллнна (по Лмнтрнмнгй, 1966) Лисибистичссиаи виттммств, ти/ми Обман совем бисмвссм, г у, тв тсе ч К тмгтрвс 4сс1мрв. мг М !-п! сс -!т! га и ) и 2000 1400 600 Примерно 30 — 50тб фосфора среды потребляется плесневымя грибами за первые 24 ч роста. Сера.
Белок и простетнческие группы ( — 5Н) некоторых ферментов н коэнзнма А содержат серу; без ее наличия в среде не происходит полноценного синтеза белка, нарушаются процессы обмена. Обычно источниками серы в среде являются неорганические сульфаты; поэтому для включения серы в органическую молекулу, входящую в состав белка или витаминов, сульфат должен быть восстановлен. Наиболее важным серосодержащнм компонентом клетки является аминокислота цистенн, присутствующая главным образом в белках в виде амннокислотного остатка.
Восстановление сульфата в цветени в микробной клетке идет с участием ряда ферментов (сульфурнлазы, пирофосфатазы„сульфнтредуктазы) через образование сложных серосодержащнх фосфорных соедннеин й. На последнем этапе сульфитредуктаза каталнзирует перенос шести электронов от ЗНАДсРНс на сульфит, который образуется в результате восстановления аденозин-3-фосфат-5-фосфосульфата с участием тнолового соединения (тиоредоксина), с выходом НсЬ. Серово.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
