Егоров - Основы учения об антибиотиках - 1986 (947288), страница 48
Текст из файла (страница 48)
было сделано предположение, что использование в процессе жизнедеятельности актиномпцета веществ, иперегружеиныхи азотом по сравнению с белками и содержащих азот в виде гуаниднновых группировок, должно приводить к повышению выхода стрептомицнна, В качестве таких вешеств были использованы соединения, содержащие гуанидиновую группировку — ).-аргинин (У1); креатин (УП), гуанидин (У)П), а также мочевнна (1Х). Кроме того, был использован инозит (Х) — соединение, входящее в молекулу стрептидина. Результаты опытов, проведенных на синтетической среде с малоактнвным штаммом Яг.
йтгзена ВНИИП-10, показала, что. при добавлении к среде 0,059й (.-аргининмоногидрохлорида биосинтез стрептомицина возрастает более чем в 2,3 раза. Но если аргинин добавлять одновременно с инозитом, то биосинтез антибиотика можно увеличить почти в 3 раза. Увеличение образования стрептомицнна происходит и в том случае, если в среду добавлялась навесив креатина, гуаниднна ялн мочевины, равноценная аргннину по количеству азота. Во всех случаях лучший стимулирующий эффект наблюдался при добавлении к среде названных веществ вместе с инознтом.
Таким образом, используя обычные (не меченые) гуанндинсодержащие соединения (аргинин, гуанидин), мочевину и инозит, мы с достоверностью показали, что добавление их к среде для культивирования 5аг. лг1зеиз значительно повышает выход стрептомицина. Последующие исследования, проведенные рядом авторов с применением в опытах меченых соединений„расшифровали основные пути биогенеза молекулы стрептомицина. Прежде всего было показано, что все углеродные атомы молекулы стрептомицина, за исключением атомов углерода гуанндиновых групп, образуются за счет глюкозы. Культивируя 5аг. дггзеаз на среде с соевой мукой и меченой глюкозой, было установлено, что радиоактивная глюкоза ("С) включается в молекулу стрептомицинз. Разложив полученный таким образом стрептомицнн на составляющие его группировки, было показано, что радиоактивность наблюдается в стрептамине, стрептозе н в 1)-метил- (.-глюкозамнне (табл.
50). Таблица бб Распределение мечЕнной глимовы ьаС в стрептомицине (по Нппйег, НосзепьнП, !955) Спепийгчческая акпгвиосгь мкг/г углерода мкгй ми П р и м е ч а и в е. Мечммя глюкоза дсйавлеиа к среде С соевсй иукой и глюкозой через Ер ч после пссева акгииомииега. Глютамвн н ()-глюкозамин — источники аминогрупп стрептамина, П-стрептоза образуется из Р-глюкозы в результате ряда ее превращений. Используя меченую глюкозу и изучая распределение радиоактивности среди отдельных углеродных атомов, было 214 установлено, что Х-метил-(.-глюкозамнн в молекуле стрептомвцина образуется из Р-глюкозы.
При применении Р-глюкозы-1-"С основная часть радиоактивности включалась в углеродиую цепь амнносахара по первому углероду. При использовании Р-глюкозы-б-"С накопление метки наблюдалось в шестом углероде аминосахара. Таким образом, можно предполагать, что возможный механизм превращения асимметричных углеродов Р-глюкозы — один из многочисленных способов зпимеризации. Применение меченого метионина ('"С(-(х-(.- мегионин) позволило показать, что М-метил группы глюкозамина образуетсн из 1 -метиоиина.
Углерод гуанндиновых групп стрептомицина образуется из уг. лерода СОт. Используя радиоактивный углерод двуокиси углерода "СОь выяснено, что почти весь углерод СОх включается в гуанидиновые боковые цепочки. См ииФиееекая имемеиаета, мкеьмм Вяимеими Стрептоииции сульфат Стрептнлин сули)ит Стрептоза + Х-метил-1.-глюиоаамин Стрептамин сульфат ВаСОх иа гуанидиноеых боиоеых це- пей 2,91 3.
06 0 0,020 При атом было установлено, что более интенсивное включение радиоактивного углерода двуокиси углерода происходит в том случае, если СОх добавляется через 2 или 3 сут после посева актиномицета. При добавлении к среде хлоргидрата (.-аргинина (по 200 мг на колбу) наблюдается заметное снижение включения "С в молекулу стрептомицина, хотя и ие происходит значительного увеличения выхода стрептомицина; последнее подтверждает наши результаты о том, что присутствие аргинина в богатых по составу средах может н не оказывать стимулирующего влияния на биосинтез антибиотика.
Высказано предположение, что аргинин играет роль переносчика гуанидиновых групп или групп мочевины при биосинтезе стрептомицина. Возможно, что (.-аргинин — промежуточное соединение при биосинтезе гуанидиновой части молекулы стрептомицина, что вполне согласуется с нашим предположением. В опытах с отмытым мнцелием актиномицета показано, что вещества, содержашие гуанидииовые группировки (1.-аргинии, креатин, креатинин, гуанидин), или легко превращающиеся в такие соединения вещества (цитрулин, орнитин) у Згг.
Вг(зеиз переводятся в соединение, имеющее, по крайней мере, одну гуанидиновую группировку. Это соединение, по-видимому, используется продуцентом в процессе биосннтеза стрептомицина. Гуанидиновые группы (.-аргинина, меченые по углероду, принимают непосредственное участие в биосинтезе молекулы стрепто- мицина. Вся радиоактивность стрептидпна локализуется в гуанидиновых группировках (табл. 5)). Таблаиа бт' Распределение мС в отдельных частик мотмкулм стрептоьецнна, снитеэированиой Ядер(отпрсвв дндспв в присутствии 1 (т'С-гуаниднна)-аргинина (по Ногпег, 1964) Таблииа 52 Распределение ттС ме:о-иновита в стреппдиицнне пледе введении в среду меченого ииодита (по Ногпсг, 1964) Спспмричсскни вктиивпсть (с. р. гп.нгп-т мкмпль) Спсинфичссквн акта випсть (с. р. пик!Пч мнмпльу гуииндвисиыс группы гуинидинпвыч группы стрсптс минни стрвптн дни стрвптпмнпни стрсптидни 1,08 2,83 1,15 2.85 0,50 0,60 0,45 0,55 216 По-видимому, процесс образования гуанидиновых групп стрептомицнна сводится к тому, что под действием ферментов транс,й))(, ( амидиназ происходит перенос амидиновой группы — С /донатора (.-аргннина на молекулу акцептора.
По данным ряда авторов, у продуцента стрептомнцина обнаружена трансамидиназная активность, имеющая непосредственную связь с биосинтезом антибиотика, Трансамидииазиую активность имеют лишь те штаммы актиномицетов, которые обладают способностью синтезировать стрептомицин илн гидроксистрептомицин. Участие ииозита (мезо-инозита) в биосинтезе молекулы стрептомнцина показано прнмымн опытами; использование в опытах инозита равномерно меченного "С, который добавлялся к 96- часовой культуре 5гг.
пгглеиз, показало, что в стрептомицние, образовавшемся за 24 ч, основное количество "С концентрируется в цнклогекситоловом кольце стрептидина. В гуанидиновых цепочках "С полностью отсутствовал (табл. 52). СИОН монс' 1но 1 н,с. сн, с — он ! СООН СНОН НОНС"' ~~НО!1 ! н,с гц с ! СООН Шикимовая кислота Хинная кислота Таблица 63 В ° й и и ой и от 1!60 г 361 иа рост Ягертотуоев биаеиа штамм ЛС-1 1ио Гиааиииой, 19661 Пролтктввносгь ницелня. мкг/мг бномкеее. Ан тванотвк, икг/мл Добавленное вещество 2!68 20ГО 2144 3!3 260 311 Хинная кислота .
Шииияоваи кислота И возит Повышение биосинтеза стрептомицина прн добавке аргннина к синтетической среде происходит и у высокопродуктивного штамма акгнномицета ЛС-1. Однако это повышение образования антибиотика по сравнению с контролем меньше, чем у слабо активного продуцента. Изучая азотсодержащую часть кукурузного экстракта, Шапошников с сотрудниками в 1954 г. показал, что стимулирование биосинтеза стрептомицниа происходит за счет катодной фракции, состоящей преимущественно из основных аминокислот: аргинина, гистидина и лизина. Смесь указанных кислот, взятая в тех же соотношениях, что и в кукурузном экстракте, обладает почти тем же действием, что и экстракт кукурузы.
Аргинин и гистндин увеличивает выход стрептомицнна у актиномицета штамма ЛС-1 на 50 — 1ОО$ при развитии его на синтетической среде с сульфатом аммония. Интенсивность синтеза стрептомицина связана, по-видимому, с процессом перехода азотсодержащих веществ кислотонерастворимой фракции мицелия в азотсодержащие вещества его кнслоторастворнмой фракции, т.
е. связана с образованием более мобильных веществ. 217 Этн выводы подтверждаются данными ряда исследователей, которые также показали, что ннозит и особенно ииозит в комбинации с аргннином увеличивают выход стрептомицина. Следовательно, можно предполагать, что инознт является предшественником стрептидина.
Установлено, что хинная и шикимовая кислоты подобно инозиту также стимулируют биосинтез стрептомицина (табл. 53). Влинние Фракция монолминокислот н основных вминокислот кислотного гицролизвтл белка сон ил образование стрентомицннв (по Егорову, 1959) Малеилае нт тм ееетеа етаелатницина, ннг1нл Ваала г ет т Гилролизвт белка сои Фрвкник моновминокислот... Фрвквик основных вмннокгеслот* 179 342 754 По влиянию на процесс образования стрептомнцина аминокислоты можно разделить на три группы.
Первая груилп. Аминокислоты„не оказывающие влияния на рост актнномнцета, но стимулирующие биосинтез антибиотика (аргинин, гистидин, лизин, глицин, а-алании, валин, фенилаланнн, изолейцин). Вторая группо, Аминокислоты, ие оказывающие влияния на образование антибиотика (аспарагиновая кислота, серии, треоннн,метионин, тирозян,лейцин). Третья группа. Аминокислоты, подавляющие рост актиномицета и тормозящие процесс биосинтеза стрептомицнна (цистин, трнптофан). Энзиматическнй экстракт, выделенный из разрушенного лизоцимом мицелня 51г. уг(геиз. обладает способностью образовывать глюкозамкн в опытах (п тйго.
В этом экстракте обнаружена уреаэная активность, чем, по-видимому, объясняется стимулирующее влияние мочевнны как донатора аминогрупп в синтезе глюкоза- мина. По-видимому, образование )х)-метильиой группы в глюкозами- не связано с процессом метилированин. Известно, что основным 218 Тпдролиэат белка мипелия актиномицета, интенсивно синтезирующего антибиотик, содержит значительно меньше основных аминокислот, в особенности аргннииа, чем гидролизат белка мнцелня,обладающего низкой способностью к синтезу антибиотика.
Аргинин используется преимущественно на построение молекулы стрептомипнна, а не иа построение белка мицелня. Кислотный гидролизат белка сон, являющийся единственным источником азота в среде, способствует образованию определенного, хотя и не очень высокого по сравнению с соевой мукой, количества стрептомицина. При удалении нз гндролизата гексоновых оснований (аргинин, лизин н гистндин) биосинтез антибиотика при вполне нормалыюм росте актиномнцета снижается примерно на 50$. Фракции, содержащие основания и пролнн, наиболее благоприятны для биосинтеза антибиотика, а фракции моноаминокислот— для роста актиномицета. При использованин высокоактивного штамма продуцента стрептомицина (ЛС-() фракция основных аминокислот кислотного гндролизата белка сои оказывает более благоприятное влияние на биосинтез стрсптомнцина, чем фракция моноаминокнслот: донатором метильной группы при биосинтезе многих биологически активных веществ является аминокислота метионин: СН,— Б — СН вЂ” СН,— СН(ХНт)СООН Мигиоиии Вместе с тем имеются данные, показывающие, что витамин В ° стимулирует процесс биосинтеза ряда веществ, содержащих метильную группу.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
