Смешанная культура глубоководных бактерий


Было отмечено значительное ингибирование роста и способности разрушать углеводороды нефти при наложении давления 500 атм на смешанную культуру глубоководных бактерий (выделенных из образца донных отложений с глубины 4940 м у мыса Кеннеди, США), активную при 1 атм и 4°. Максимальная плотность клеток достигалась в этом случае через 36 недель (вместо четырех при 1 атм) и была почти в 20 раз ниже. На порядок слабее использовался н-гексадекан. Температура 4° и давление 500 атм являются экологическими факторами среды для этих организмов (Schwarz et al., 1975).

Сорокин (1969, 1971а, b) пришел к выводу, что адаптация к давлению и температуре у микрофлоры тропических областей океанов, обитающей на глубине до 5000 м, отсутствует. Вывод был сделан на основании близости температурных коэффициентов Q10 для активности естественной микрофлоры в глубинных и поверхностных пробах и отсутствия влияния перемены давления при подъеме глубинных проб на поверхность.

Изучение влияния высоких гидростатических давлений на синтез макромолекул у морских психрофильных бактерий Vibrio marinus показало, что чувствительность этих процессов неодинакова (белок>РНК>ДНК) и может происходить некоторая адаптация к этому фактору, если его напряженность не превышает известного предела. При давлении 200 атм скорость синтеза белка и РНК снижалась примерно через 60 мин. после наложения давления, ДНК продолжала синтезироваться с прежней скоростью. При 500 атм ее синтез происходит в течение часа, а затем быстро угасает. Давление в 1000 атм полностью ингибирует синтез белка в РНК, кроме остаточного синтеза ДНК, который продолжается еще некоторое время (Albright, Morita 1968; Albright, 1969).

У факультативно психрофильной морской бактерии Vibrio sp. МР-38 гидростатическое давление (от 1 до 500 атм) сильно ингибировало механизмы транспорта субстратов в клетку (рис. 40). Дыхательные ферменты, участвующие в их последующем метаболизме, повреждались не в столь высокой степени. Последнее объясняют возможностью оптимального функционирования ферментов в условиях псевдонасыщения при разных субстратных концентрациях, имеющихся при каждом уровне давления. Как полагают, ингибирующий гипербарический эффект возрастал с понижением температуры по причине отрицательного влияния давления и низких температур на гидрофобные связи мембранных белков, что приводит к их конформационным изменениям. Экологически это может выражаться в снижении обеспеченности клеток питательными веществами, т. е. в существовании их в голодном режиме. Если это так, то первопричина лимитации роста микроорганизмов в условиях высокого гидро- статического давления заключается в нарушении субстрат-транспортных систем (Paul, Morita, 1971).

Screenshot at марта 20 00-08-34

Рис. 40. Влияние давления на поглощение аминокислот 40 морской бактерией Vibrio sp. МР-38

НО при 5° (Paul, Morita, 1971)

I — фенилаланин, 2 — глицин, 3 — пролин, 4 — глутаминовая кислота; на оси ординат — поглощение, в % от поглощения при атмосферном давлении