Термостабильность гликолитических ферментов


Виду того, что столь умеренная температура как 25° полностью подавляла рост психрофильного штамма Clostridium 69, была предпринята попытка установить предел термостабильности гликолитических ферментов (10 активностей), обеспечивающих энергетический цикл жизнедеятельности организма. «Узким» местом оказалась триозофосфатизомераза. Только она могла быть причиной (или одной из причин) психрофилии данного организма, поскольку другие ферменты начинали инактивироваться только тогда, когда температура повышалась до 40°, т, е. примерно на 15° выше максимальной температуры роста.

Screenshot at марта 20 00-02-08

Триозофосфатизомераза в бесклеточных экстрактах теряла до 80% активности после 30-минутной инкубации при 32° и до 100% —после 15-минутной при 35° (рис. 27). Эту нестабильность фермента наблюдали также in vivo. У клеток экспоненциальной фазы при переносе их из оптимальных условий (15—20°) в условия с температурой 32°, активность сразу снижалась и через 3 час. падала до 20% от исходной. После 10-часовой инкубации она становилась едва заметной. Параллельно происходило отмирание культуры. Об уровне термостабильности ферментов гликолитического цикла у Clostridium 69 в сравнении с аналогичными ферментами мезофила Cl. pasteurianum наглядное представление может дать табл. 2 (Shing et al., 1972).

Предполагают, что выключение из цикла триозофосфатизомеразы неизбежно приводит к накоплению в клетке значительных количеств диоксиацетонфосфата, который будет ингибировать фруктозодифосфатальдолазу и тем самым разрывать гликолитический цикл. Этот случай можно отнести к группе нарушений с образованием метаболического яда (Shing et аl., 1972). Очищенные ферменты двух указанных штаммов, психрофила и мезофила, и термофильной формы С. thermosaccharolyticum теряли 50% активности после 10-минутного прогревания при 28, 45 и 64°, соответственно (Shing et al., 1975). Они имели также значительную разницу в чувствительности к денатураторам (самым лабильным был фермент психрофила) и некоторые расхождения в химическом составе (психрофильный фермент содержал очень мало тирозина), pH-оптимуме, изоэлектрической точке и др. Однако эти наблюдения не позволяют объяснить существование различий в термолабильности трех ферментов пока не будет известна их третичная структура (Shing et al., 1975).