Биологический каталог




Методы общей бактериологии. Том 1

Автор Ф.Герхардт

ед.

Пантотеновая кислота и родственные ей соединения

Пантотеновая кислота является компонентом кофер-мента А (СоА) и ацилпереносящего белка (АПБ), которые служат переносчиками ацильной группы в процессах 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.

Пантоевая кислота -f- Алании > Пантотенат * *• 4'-Фосфо пантотенат ? 4'-Фосфопантотенилцистеин *

>- 4'-Фосфопантетеин > ДефосфоСоА >- СоА ? АПБ

t I

Пантетеии Апобелок

Потребность отдельных видов бактерий в том или другом из этих родственных соединений обусловлена способностью к их синтезу и транспорту.

Свободная пантотеновая кислота и многие из 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 производные

Относительно немногие виды бактерий требуют готовый рибофлавин. 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.

Рибофлавин-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 L easel.

Рибофлавин плохо растворим в холодной воде, но становится легкорастворимым при нагревании в концентрации, рекомендованной для приготовления основного раствора витамина (разд. 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 или коферментной форме — тиаминпирофосфату (ТПФ). ТПФ участвует в декарбоксилировании а-кетокислот и в транскетолазной реакции.

Поскольку во время автоклавирования в водных растворах при рН 5 и выше тиамин расщепляется на составные части, его следует стерилизовать фильтрованием или автоклавировать при рН<Сб.

Витамин Be

В группу витамина В6 входят пиридоксин, пиридо-ксаль, пиридоксамин и их фосфорилированные производные. Различные виды ауксотрофных по витамину В6 бактерий по-разному реагируют на его производные. Пиридоксаль, наиболее широко используемый как фактор росга, образуется в довольно большом количестве в процессе автоклавирования сред, содержащих пиридоксин. Для роста некоторых бактерий необходим пири-доксамин-б'-фосфат; однако для большинства ауксотро-фов фосфорилированные формы витамина В6 неактивны, так как клетки не имеют для них соответствующих транспортных систем. Пиридоксаль-5'-фосфат и пири-доксамин-5'-фосфат участвуют во многих реакциях синтеза и деградации природных а-аминокислот.

Все три формы витамина устойчивы к нагреванию, но пиридоксаль и пиридоксамин взаимодействуют со многими природными веществами. Поэтому, если требуются интактные формы витамина, их следует стерилизовать отдельно от других компонентов среды. Все формы витамина В6 чувствительны к свету, особенно при высоких значениях рН.

Витамин В12 (кобаламин)

Витамин В12 синтезируется в природе исключительно микроорганизмами, которые вместе с их побочными продуктами являются источником выделения витамина в виде препарата. Коферментная форма витамина Bt2 (кобаламин, связанный с адениннуклеозидом) так же активно, как и витамин, стимулирует рост бактерий. Кофермент участвует во многих метаболических реакциях изомеризации, а также (прямо или косвенно) в биосинтезе дезоксирибонуклеозидов, метионина и, вероятно, других веществ.

Кофермент витамина Bi2 неустойчив к свету; его следует стерилизовать фильтрованием. Напротив, сам витамин В!2 довольно устойчив и к свету, и к автокла-вированию.

Липоевая кислота (тиоктовая кислота)

Липоевая кислота — необходимый фактор роста для различных молочнокислых бактерий и Butyribacterium rettgeri. Участие этой кислоты в окислении пирувата и а-кетоглутарата подтверждается тем, что многим липо-атным ауксотрофам не нужен такой фактор роста, если в среде содержится ацетат. Липоевая и дигидролипое-вая кислоты, а также различные смешанные дисульфиды примерно одинаково стимулируют рост S. faecatis. 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

Железопорфирины, феррихром и сходные Fe-содер-жащие соединения обнаружены у всех исследованных аэробных бактерий и являются компонентами электронтранспортных систем. Некоторые бактерии (например, Н. influenzae), вероятно, не способны синтезировать порфирины и поэтому нуждаются в них.

Группа хелатирующих агентов, образующих комплекс с железом, известна под общим названием сиде-рохромы; некоторые из них, например феррихром и ter-regens-фактор, необходимы для роста ряда бактериальных видов. Их можно заменить в среде значительно большим количеством гемина. Предполагается, что си-дерохромы выполняют каталитическую роль, являясь переносчиками железа.

Витамин К

Витамин К или родственные ему соединения необходимы для роста некоторых видов Mycobacterium и Fusi-formis. 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 некоторыми пневмококками, по-видимому, как предшественник определенных клеточных липидов.

7.1.4. Аминокислоты, пептиды и белки

Очень часто бактерии нуждаются в одной, нескольких или 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 В6, может быть синтезирована в его присутствии. Или аминокислота, необходимая в случае избытка другой аминокислоты, становится необязательной в ее отсутствие.

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 и 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 детокси-кантами); они способны выполнять также и другие функции.

Кроме глутамина, который стерилизуют фильтрованием, все аминокислоты и пептиды устойчивы к авто-клавированию. Кроме триптофана, глутамина и аспара-гина, все аминокислоты устойчивы в условиях кислотного гидролиза белков, однако цистеин при этом часто разрушается. Все естественные а-аминокислоты (кроме цистина) достаточно хорошо растворимы в теплой воде. Цистин можно растворить нагреванием в небольшом количестве соляной кислоты. Растворимость тирозина улучшается в присутствии других аминокислот.

7.1.5. 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 Bi2 уже упоминалось. Гуанин и ксантин растворяют нагреванием в минимальном количестве соляной кислоты. Другие основания растворимы в горячей воде.

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 детокси-кантами типа сывороточного альбумина, белков, твинов, лецитина и др. Потребность в жирных кислотах характеризуется не абсолютной, а скорее групповой специфичностью, т. е. любая из нескольких активных жирных кислот часто включается в неизменном виде в липидные вещества клеток.

Мевалоновая кислота, необходимая для роста некоторых видов Lactobacillus, выступает в роли предшественника изопреноидных соединений — каротиноидов, стероидов, убихинона и др. В отличие от большинства бактерий, которые содержат мало стероидов или вообще их не содержат, микоплазмы нуждаются в них для своего роста (например, в холестерине).

Жирные кислоты и другие липиды в принципе устойчивы к автоклавированию, однако при их добавлении к водным средам возникают некоторые сложности. Эти вещества необходимо растворять в минимальных количествах этанола или эмульгировать в растворе твина.

7.1.7. Другие вещества

Существуют еще некоторые вещества, необходимые для роста ряда бактерий, которые могут быть или необходимыми, или стимулирующими факторами. К ним относятся полиамины (

страница 38
< К СПИСКУ КНИГ > 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97

Скачать книгу "Методы общей бактериологии. Том 1" (4.60Mb)


[каталог]  [статьи]  [доска объявлений]  [обратная связь]

п»ї
Rambler's Top100 Химический каталог

Copyright © 2009
(22.09.2017)