Синтез ферментов


Мысль о том, что температурные характеристики синтеза ферментных белков могут быть важными факторами, влияющими на биохимические активности и даже на определение кардинальных температур роста организмов, сама по себе возражений не вызывает. Она подтвердилась на термофилах и мезофилах, следовательно, должна быть справедливой и для психрофилов. В приложении к психрофилам ее действительно выдвигали неоднократно (Igraham, 1962а, b; Stokes, 1967; Farrell, Rose, 1967а, b; Hagen, 1971; Quist, Stokes, 1972; и др.) хотя экспериментальный материал по этому вопросу крайне ограничен.

Его изложение мы начнем с явления, которое, правда было установлено на мезофилыюм объекте (Bacillus megaterium) но имеет, по-видимому, более широкое распространение и прямое от- ношение к возможности роста микроорганизмов в условиях низких температур.

Речь идет об индукции десатуразы, переводящей мембранные липиды в менее насыщенное по сравнению с исходным состояние при понижении температуры культивирования с 35 до 20° (Fulco, 1969, 1970, 1972)

Другим примером температурной адаптации, но уже по принципу изменения концентрации фермента, может служить усиленный синтез каталазы при низкотемпературном росте аэробных бактерии. Необходимость в повышенном синтезе ферментов для жизни организмов в этих условиях вызвана тем что растворимость кислорода при низких температурах возрастает, и его доступность способствует выработке перекисей для детоксикации которых требуются высокие концентрации каталазы. Такую зависимость описали Франк с сотрудниками (Frank et al., 1963), измерив активность каталазы в суспензиях клеток четырех факультативно психрофильных штаммов Pseudomonas одинакового физиологического возраста и выросших при 2 и 30°. При 2° ферментативная активность культур (из расчета на 1 клетку) была в 2—3 раза выше, чем при 30°, хотя именно эта температура была оптимальной для роста штаммов. Однако позже такого различия в синтезе каталазы уже не было найдено (Frank et al., 1972).

В работе Мишустина и Мишустиной (1946) было установлено, что северные расы Вас. mycoides имеют более, высокую каталазную активность, чем культуры той же бактерии, выделенные из более южных почв. Данное явление расценивается авторами как адаптивное, отражающее необходимость вырабатывать более активный ферментный аппарат в условиях низких, ограничивающих развитие организма температур. К аналогичным результатам пришла и Аристовская (1948), изучая каталазу и инвертазу трех наиболее распространенных на Кольском полуострове видов грибов Mucor silvaticus, Mucor romannianus и Cladosporium herbarum в сравнении с ферментами ленинградских рас тех же видов грибов. Ею было также показано, что северный Cladosporium herbarum, выросший при 10°, отличается более высокой ферментативной активностью, чем тот же вид, выросший при 20°.