Методы общей бактериологии (том 1) (947292), страница 40
Текст из файла (страница 40)
7. БИОХИМИЧЕСКИЕ ФАКТОРЫ Биотин Биотин участвует в различных реакциях биосинтеза, требующих фиксации СОм в том числе в синтезе оксалоацетата и жирных кислот. Биоцнтин (Х'-биотиниллизин) является природным соединением; он так же, как и биотин, активен в случае 1.. савей но не в случае Еас1обас11!из атаЬ(позиз. Бнотин слабо растворим в воде, но его соли растворяются легко. Биотин можно автоклавировать, он устойчив к кислотам, но быстро окнсляется до сульфоксида и сульфона. Эти продукты окисления также стимулируют рост некоторых бактерий при условии, если бактерии способны снова превратить их в биотин.
Окисление биотина происходит только в очень разбавленном (( 1 мкг/мл биотина) растворе и в отсутствие других восстанавливающих агентов. Никотиновая кислота и ее производные Большинство ауксотрофов по никотиновой кислоте взаимозаменяемо используют эту кислоту и ее амид. Коферментные формы витамина — никотинамидадениндинуклеотид (НАР) и никотинамидадениндинуклеотидфосфат (КАРР) — участвуют в окислительно-восстановительных реакциях клеточного метаболизма. Некоторые организмы, например Наетор)и1из 1п)1иепгае, не способны синтезировать НАР нз никотиновой кислоты и поэтому нуждаются в готовом коферменте.
Кофермент разрушается кислотами, щелочами и при автоклавировании. Поэтому его стерилизуюг фильтрованием через бактериальные фильтры и затем добавляют к автоклавированной среде. Никотиновая кислота и ее амид устойчивы к автоклавированию при рН 7,0, характерном для большинства ростовых сред. Пантотеновая кислота и родственные ей соединения Пантотеновая кислота является компонентом кофермента А (СоА) и ацилпереносящего белка (АПБ), которые служат переносчиками ацильной группы в про- 203 ЧАСТЬ 11. РОСТ цессах метаболизма.
Некоторые бактерии используют интактный кофермент как фактор роста, но для роста значительно большего числа бактерий необходимы пантотеновая кислота или пантетеин. Взаимоотношения между этими компонентами схематически можно изобразить следующим образом. Пантоеная кислота + Б-Алании — э Пантотенат— — ч- 4'-Фосфопантотенат — е 4'-Фосфопантотенилпистеин — е 4'-Фосфопантетенн — е ДефосфоСоА — ~ СоА — е АПБ ! Пантетеин А поволок Потребность отдельных видов бактерий в том или другом из этих родственных соединений обусловлена способностью к их синтезу и транспорту. Свободная пантотеновая кислота и многие нз ее солей очень гигроскопичны; известна только одна малогигроскопичная соль — кальциевая, которая легко растворяется в воде и устойчива к автоклавированию.
Подобно своим более сложным производным, пантотеновая кислота легко гидролизуется; поэтому ее стимулирующая рост активность подавляется (для всех бактерий, использующих интактный витамин) при кислотном или щелочном гидролизе. Рибофлавин и его проызводные Относительно немногие виды бактерий требуют готовый рибофлавии, Почти все бактерии, очевидно, содержат этот витамин, а некоторые виды синтезируют его в достаточно большом количестве, т. е.
могут служить источником выделения рибофлавина в виде препарата. Рибофлавии-5'-фосфат(флавинмононуклеотид, или ФМН) и флавинадениндинуклеотид (ФАД) являются главными коферментными формами рибофлавина, участвующими в окислительно-восстановительных реакциях. Все эти три вещества одинаково активно поддерживают рост рибофлавинового ауксотрофа Е газет. Рибофлавин плохо растворим в холодной воде, но становится легкорастворимым при нагревании в кои- 204 т. БиОхимические ФАктОРы центрации, рекомендованной для приготовления основного раствора витамина (равд.
7.3.1). Он разрушается видимым светом, особенно при нейтральных и щелочных условиях (рН~7), поэтому водные растворы рибофлавина следует защищать от света, Разбавленный раствор (-100 мкг/мл) рибофлавина в 0,02 М уксусной кислоте можно использовать как основной раствор. Рибофлавин устойчив к автоклавированию. Тиамин Большое число бактерий являются ауксотрофными по тиамину, его предшественникам илн коферментной форме — тиаминпнрофосфату (ТПФ). ТПФ участвует в декарбоксилированин а-кетокислот и в транскетолазной реакции. Поскольку во время автоклавировання в водных растворах при рН 5 н выше тиамин расщепляется на составные части, его следует стерилизовать фильтрованием или автоклавировать при рН(5.
Витамин В6 В группу витамина Вз входят пиридоксин, пиридоксаль, пирндоксамин н их фосфорилированные производные. Различные виды ауксотрофных по витамину ВА бактерий по-разному реагируют на его производные. Пиридоксаль, наиболее широко используемый как фактор роста, образуется в довольно большом количестве в процессе автоклавировання сред, содержащих пиридокснн.
Для роста некоторых бактерий необходим пиридоксамин-5'-фосфат; однако для большинства ауксотрофов фосфорилированные формы витамина Вз неактивны, так как клетки не имеют для ннх соответствуюгцих транспортных систем. Пиридоксаль-5'-фосфат и пиридоксамин-5'-фосфат участвуют во многих реакциях синтеза и деградации природных а-аминокислот.
Все три формы витамина устойчивы к нагреванию, но пиридоксаль и пиридоксампн взаимодействуют со многими природными веществами. Поэтому, если требуются интактные формы витамина, их следует стерилизовать отдельно от других компонентов среды. Все ЧАСТЬ П. РОСТ формы витамина ВА чувствительны к свету, особенно при высоких значениях рН. Витамин В„(кобаламин) Витамин Вм синтезнруегся в природе исключительно микроорганизмами, которые вместе с их побочными продуктами являются источником выделения витамина в виде препарата. Коферментная форма витамина Вм (кобаламин, связанный с аденнннуклеозидом) так же активно, как и витамин, стимулирует рост бактерий. Кофермент участвует во многих метаболических реакциях изомеризации, а также (прямо нли косвенно) в биосинтезе дезоксирибонуклеозидов, метнонина и, вероятно, других веществ. Кофермент витамина Вн неустойчив к свету; его следует стерилизовать фильтрованием.
Напротив, сам витамин Вм довольно устойчив и к свету, и к автоьлавированию. Липоевая кислота (тиоктовая кислота) Липоевая кнслота — необходимый фактор роста для различных молочнокислых бактерий и Ви1уг1бас1ег1игп ге((дег1. Участие этой кислоты в окислении пирувата и а-кетоглутарата подтверждается тем, что многим липоатным ауксотрофам не ну кен такой фактор роста, если в среде содержится ацетат. Липоевая и дигидролипоевая кислоты, а также различные смешанные дисульфиды примерно одинаково стимулируют рост 5.
1аеса1(э. Липоевая кислота устойчива к кислотам и к автоклавированию, но повреждается окисляющими агентами. Однако ее чувствительность к окислению не является проблемой при приготовлении питательных сред из-за присутствия в них более активных восстанавливающих агентов, например глюкозы.
Железопорфирины )Келезопорфирины, феррихром и сходные ге-содержащие соединения обнаружены у всех исследованных аэробных бактерий и являются компонентами электрон- 7 БИОХИМИЧЕСКИЕ ФАКЧОРЫ транспортных систем. Некоторь:е бактерии (панрнмер, О. (а11иеаеае), вероятно, не способны синтезировать порфирины и поэтому нуждаются в ннх. Группа хелатирующих агентов, образующих комплекс с железом, известна под общим названием сидерохромы; некоторые из ннх, например феррихром н 1еггеаепз-фактор, необходимы для роста ряда бактериальных видов.
Их можно заменить в среде значительно большим количеством гемина. Предполагается, что сидерохромы выполняют каталитнческую роль, являясь переносчиками железа. Витамин К Витамин К нли родственные ему соединения необходимы для роста некоторых видов Мусобас1ег(иат н Вии)огтЬ.
Функция витамина К до конца не выяснена. Это жирорастворимое соединение разрушается светом, щелочами и восстанавливающими агентами. Его лучше всего добавлять в среду в форме менадиона (2-метил- 1,4-нафтохинон; спиртовой раствор), который устойчив к автоклавированию, но чувствителен к свету и щелочам.
Холин Показано, что холин используется только некоторымн пневмококкамн, по-видимому, как предшественник определенных клеточных липидов. 7.1.4. Аминокислоты, пептиды и белки Очень часто бактерии нуждаются в одной, нескольких нли многих природных а-аминокислотах. Хотя такая потребность объясняется неспособностью к синтезу этих аминокислот, она все же не абсолютная, а, скорее, условная.
Так, аминокислота, необходимая бактериям в отсутствие витамина В,, может быть синтезирована в его присутствии. Или аминокислота, необходимая в случае избытка другой аминокислоты, становится необязательной в ее отсутствие. чхсть и. Рост Даже у безусловных ауксотрофов добавление избытка одной аминокислоты может привести к возрастанию потребности в другой, что, вероятно, связано с их конкуренцией за общую транспортную систему. Таких антагонистических взаимоотношений можно избежать, добавив в среду соответствующий пептид лимитирующей аминокислоты, поскольку он транспортируется с помощью независимой транспортной системы. Это явление описано в нескольких работах, где сделан вывод о существовании специфических пептидных факторов роста.
Однако вряд ли такие, уже сформированные пептиды являются обязательными для роста бактерий, хотя они обычно быстро используются н служат легко доступным источником необходимых аминокислот. Отмеченная в ряде работ потребность некоторых бактерий в специфических белках требует дальнейшего изучения. Белки могут служить источником аминокислот или агентов, подавляющих токсическое действие некоторых веществ (эти агенты можно назвать детоксикантами); они способны выполнять также и другие функции. Кроме глутамина, который стерилизуют фильтрованием, все аминокислоты и пептиды устойчивы к автоклавированию.
Кроме триптофана, глутамина и аспарагина, все аминокислоты устойчивы в условиях кислотного гидролиза белков, однако цистеин при этом часто раз рушается. Все естественные и-аминокислоты (кроме цистина) достаточно хорошо растворимы в теплой воде. Цистин можно растворить нагреванием а небольшом количестве соляной кислоты.
Растворимость тирозина улучшается в присутствии других аминокислот. 7.1Л. Пурины и пиримидины Многие бактерии не способны синтезировать пури. новые и пиримидиновые основания и поэтому нуждаются в них. О взаимосвязях метаболизма этих соединений с фолиевой кислотой и витамином Вм уже упоминалось. Гуанин и ксантин растворяют нагреванием в минимальном количестве соляной кислоты. Другие ос. иования растворимы в горячей воде. 7. БИОХИМИЧЕСКИВ ФАКТОРЫ 7 1.6. Жирные кислоты и родственные им соединения Необходимые жирные кислоты, особенно ненасыщенные, могут иногда проявлять токсическое действие даже в низких концентрациях, поддерживающих рост бактерий. Их часто добавляют в среду вместе с детоксикантами типа сывороточного альбумина, белков, твинов, лецитина и др.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
