Температура культивирования клеток


Иногда температурный оптимум активности фермента зависит от температуры культивирования клеток, причем белки с более низким оптимумом формируются при низкой же температуре. Такой случай описан для L-сериндезаминазы облигатного морского психрофила Vibrio marinus МР-1. Оптимум дезаминирования L- серина для клеток, выросших при 15°, лежит в пределах 15—20°, а для клеток, выросших при 4°, в пределах 11 — 14°. Аналогичное явление физиологической (модификационной) термоадаптации ферментов известно также у мезофилов и термофилов (Haberstich, Zuber, 1974).

При отклонении температуры от оптимальной для активности реакции некоторых изученных ферментов мезофилов и психрофилов также закономерно различаются. Как правило, активность ферментов психрофилов значительно быстрее падает при повышении температуры, чем при ее снижении (Rose, 1962; McDonald et al., 1963), хотя более крутой спуск кривой температурной зависимости скорости реакций от оптимума к максимуму, чем от оптимума к минимуму вообще характерен для подобных реакций (Александров, 1975, стр. 204). Нередко ферменты психрофилов бывают высоко активны при температурах ниже минимальных для роста (Elliott, Michener, 1965).

Различия в чувствительности активности ферментов к снижению температуры наблюдаются, по-видимому, не всегда, если судить по дегидрогеназам яблочной и лимонной кислот, а также дегидрогеназе глюкозо-6-фосфата психрофильного штамма Pseudomonas (Ingraham, Bailey, 1959).

Низкие оптимальные температуры активности некоторых ферментов психрофилов, а также быстрое и значительное уменьшение активности при супраоптимальных температурах несомненно отрицательно сказывается на скорости роста этих организмов даже при умеренных (по «мезофильным» масштабам) температурах.

Ферменты микроорганизмов могут быть активны in vitro даже при очень низких отрицательных температурах, как было доказано в соответствующих экспериментах (Лозина-Лозинский, 1972; Douzou, 1973). Мы не будем рассматривать этот вопрос, потому что ферменты психрофилов, за одним исключением (Hug, Hunter, 1974), с этой точки зрения не изучались. (Фермент гистидаза психрофильного штамма Ps. putida в исследованиях указанных авторов функционировал в клеточных экстрактах с диметилсульфоксидом в качестве антифриза при температуре — 10°.) Что же касается активности ферментов психрофилов in vivo, то лучшим свидетельством может служить рост психрофилов при отрицательных температурах.