Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
лекции основы регуляции метаболизма Чеботарев Е...doc
Скачиваний:
38
Добавлен:
23.11.2019
Размер:
1.6 Mб
Скачать

Практика

ИЗУЧЕНИЕ МЕТАБОЛИЧЕСКОЙ АКТИВНОСТИ МИКРООРГАНИЗМОВ. ПОДГОТОВКА КЛЕТОК К АНАЛИЗУ.

Вводная часть

Конечной целью изучения ферментных систем бактерий является получение исчерпывающей информации о различных реакциях, протекающих в клетках, которая позволила бы понять, как эти реакции вплетены в ткань жизненных процессов. В идеале такие исследования должны проводиться на растущих клетках с интактной структурой и ненарушенным метаболизмом. Во многих случаях это удается осуществить, однако чаще всего приходится использовать менее идеальный источник получения клеточных компонентов.

Прежде всего исследователь должен решить, какой тип препарата больше всего соответствует целям эксперимента. И, хотя уже проведено огромное количество экспериментов на сотнях различных штаммов бактерий, очень трудно сформулировать какие-либо определенные рекомендации относительно выбора «наилучшего» метода. Здесь применимо только правило оптимального выбора: использовать препараты дезинтегрированных клеток в тех случаях, когда их невозможно сделать проницаемыми, и делать клетки проницаемыми, если нет возможности работать с интактными покоящимися или растущими клетками.

Основные термины и определения

Обмен веществ или метаболизм - совокупность протекающих в клетке процессов, обеспечивающих воспроизводство биомассы микроорганизмов. Клеточный метаболизм прокариот складывается из двух потоков реакций, имеющих разную направленность: энергетического и конструктивного метаболизма.

Ферменты - белковые комплексы, с участием которых протекают в микробной клетке все обменные процессы, они состоят из двух частей:

  1. однокомпонентная, или белковая группа, в состав которой входит бе­лок-носитель (апофермент);

  2. простетическая, или активная группа (кофермент).

В отдельности белковая и простетическая группы не обладают ферментативной активностью и только после соединения приобретают свойства ферментов, для которых характерны: специфичность действия, термолабильность, зависимость от реакции среды (рН).

Экзоферменты выделяются в окружающую среду, где производят превращение питательных веществ в более простые соединения. Эндофермеиты прочно связаны с цитоплазмой, осуществляют дальнейшее расщепление поступающих питательных веществ и превращение их в составные части клетки.

Скорость роста микроорганизмов - функция скоростей координированного биосинтеза всех компонентов биомассы и скорости клеточного деления - регулируется на многих этапах метаболизма.

«Узкое место» - один из участков сложной сети биохимических реакций в определенных условиях лимитирующий общую скорость метаболизма и, даже в оптимальных условиях роста, лимитирующий скорость размножения клеток. Выявление такого «узкого места» чрезвычайно важно для получения максимального выхода биомассы и ценных для человека продуктов метаболизма в случае использования микроорганизмов в биотехнологических процессах.

1 Подготовка бактериальных клеток к анализу

1.1 Интактные клетки

1.1.1 Растущие клетки

Все основные жизненные процессы, протекающие в активно растущих бактериях, включая размножение, имеют высокоорганизованный и строго регулируемый характер и во многих отношениях представляют собой идеальную систему для исследования ферментов. Во время роста клеток все их метаболические системы находятся в подвижном равновесии: питательные вещества и ионы поступают в клетки, а конечные продукты метаболизма выводятся. Во всех случаях, когда это возможно, желательно использовать интактные растущие клетки.