В этой главе на данных по температурной регуляции синтеза белка и в меньшей степени РНК мы продолжаем рассмотрение температурной чувствительности биологических функций психрофилов в оптимальных, суб- и супраоптимальных, сублетальных и летальных температурных зонах. В приложении к материалам по общему биосинтезу белков у психрофилов эту последовательность температур следовало бы расположить в обратном порядке, что соответствовало бы количеству экспериментальных данных, которыми мы располагаем в настоящее время по каждой из «точек» температурного диапазона роста микроорганизмов. О характерных чертах температурных реакций процессов синтеза ферментных белков известно несколько больше.
Многие исследователи полагают, что интенсивность роста микроорганизмов непосредственно определяется скоростью синтеза белка. На психрофнльных микроорганизмах эта закономерность особенно наглядно была показана на двух облигатно психрофильных бациллах, Bacillus psychrophilus и Вас. insolitus. Этот случай мы и разберем в качестве примера. Интенсивность синтеза белка при разных температурах (5, 20 и 30°) оценивалась по способности клеток включать меченый L-фенилаланин в белок при синтезе in vivo (па эндогенной матрице) и по бесклеточному синтезу in vitro на полиуридиловой кислоте (рис. 28). Оба эти приема дали идентичные результаты, сопоставление которых с показателями роста организма выявило одинаковую зависимость от температуры инкубации. Особенно заметно было значительное угнетение как синтеза белка, так и развития культур при температуре 30°, близкой к максимальной для роста обоих организмов (Bobier et аl.,1972).
Ниже мы разберем, как и в каком звене может обрываться цепь синтеза, учитывая большую сложность и многоступенчатость процесса. Этап транскрипции затрагивается неблагоприятной температурой, по-видимому, реже других. Во всяком случае сообщений об этом пока не было. Однако было показано, что остановка синтеза белка у Micrococcus cryophilus не вызывается не- способностью организма синтезировать информационную РНК. Даже при 30° в случае полного прекращения роста в клетках еще некоторое время продолжается остаточный синтез полирибонуклеотидов, константы седиментации которых характерны для рРНК, тРНК и и PHК (Malcolm, 1968b).
Термоиндуцированные нарушения синтеза белка у психрофилов были выявлены раньше всего на стадии подготовки и вовлечения аминокислот в биосинтез, т. е. в процессе аминоацилирования тРНК, который также осуществляется вне рибосом, «растворимой фракцией», включающей амниоацил-тРНК-синтетазы.