Дыхательная функция


Температурная зависимость дыхательной активности психрофильных организмов имеет свои особенности. Раньше другие моментов заметили полную или частичную инактивацию этой функции при умеренных и повышенных температурах. Для некоторых форм она может оказаться столь опасным эффектом что будет определять их очень низкие максимальные температуры роста.

Зобелл и Кон (ZoBell, Conn, 1940) еще в 1940 г. сообщили что многие из имевшихся в их распоряжении морских бактерий теряли способность поглощать кислород, если их выдерживали в течение 10 мин. при 30°. Другим примером может служить нагревание суспензий облигатно психрофилной морской бактерии Vibrio marinus МР-1 до температуры 20,4°, которая, будучи всего на 1° выше максимальной температуры роста, вызывала снижение поглощения кислорода при эндогенном и экзогенном дыхании. Выдерживание клеток при 29,4° в течение получаса полностью инактивировало дыхательную систему. Идентичные результаты были получены для часовой экс- позиции при 26,70. Уже температура 19,6°, очень близкая к максимальной для роста, уменьшала поглощение кислорода сравнительно с контролем (15°) (Morita, Robison, 1964; Robison, Morita, 1966).

Эвисон и Роуз (Evison, Rose, 1965) наблюдали снижение скорости эндогенного и субстратного дыхания при перенесении культур психрофильных штаммов Arthrobacter и Candida в температурные условия, на 3—5° превышающие допустимые для роста. У этих организмов инактивация дыхания, также, возможно, является главным фактором, определяющим их «психрофильные» максимальные температуры, поскольку приводит, как полагают авторы, к сокращению образования и истощению запасов макроэргических субстратов в клетке. Были и другие сообщения о повреждающем дыхание эффекте термального стресса (Bernardez- Hermida, Regueiro-Varela, 1971b).

Окисление глюкозы облигатно психрофильным Vibrio sp. Ant-300 нарушалось при 13°, максимальной температуре роста этого организма. Прекращение выделенияС02при 18°и выше вызывалось не только глубокими повреждениями механизма поглощения глюкозы и потерей клеткой эндогенных метаболитов, но и результатом инактивации термочувствительных дыхательных ферментов (Gessey, Morita, 1975).

Однако известны и иные факты — устойчивость этой функции к температурам, безусловно инактивирующим клетки психрофила, как, например, у Micrococcus cryophilus (Malcolm, 1968а). При этом, по-видимому, сохраняется вся энергетическая система, т. е. как собственно дыхание, так и сопряженное с ним фосфорилирование. При супрамаксимальных температурах происходило поглощение кислорода и аккумуляция в клетках АТФ, энергия которого не могла потребляться из-за повреждений в механизме синтеза белка.