Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Met_ukaz_Regul_usech_2010_godE3144.doc
Скачиваний:
6
Добавлен:
14.11.2019
Размер:
869.38 Кб
Скачать

1.2 Методы изучения регуляции метаболизма микроорганизмов с помощью ковалентной модификации ферментов

1.2.1 Аденилирование

Глутаминсинтетаза занимает центральное место в метаболизме азота у Е. coli и других бактерий. Это проявляется в том, что и синтез, и каталитическая активность этого фермента контролируются множеством процессов. Его синтез регулируется с помощью репрессии/дерепрессии, а активность - рядом конечных продуктов через сложный путь различных эффекторов, а также с по мощью ковалентной модификации. В этой модификации участвует сложная система активирующих и инактивирующих ферментов, а также различные эффекторы. Инактивацию глутаминсинтетазы путем аденилирования можно продемонстрировать in vitro и in vivo. Последний вариант осуществили в условиях аммиачного «шока» следующим образом.

Дикий штамм Е. coli вырастили в минеральной среде с добавлением 0,4% глюкозы в качестве источника углерода и 0,2% L-глутамина в качестве источника азота до середины фазы экспоненциального роста. Отобрали пробу для анализа, а оставшуюся культуру разделили на две части. Одну часть оставили необработанной, а ко второй добавили 15 мМ. (конечная концентрация) (NH4)2SO4. Инкубацию продолжали 5-10 мин, затем пробы отобрали для обработки бромидом гексадецилтриметиламмония и анализировали на глутаминсинтетазную активность с помощью глутамилтрансферазного теста с использованием целых клеток. Каждую пробу (10 мл) сразу же вносили в колбу, содержащую бромид гексадецилтриметиламмония с конечной концентрацией 90 мкг/мл, встряхивали 1—3 мин при 30°С и готовили для определения активности фермента. Активность фермента определяли в присутствии и в отсутствие 60 мМ MgCl2, как указано в методике, для того чтобы установить степень ковалентной модификации в результате аммиачного «шока». Известно, что и у Е. coli, и у К. aerogenes присутствие NH4+ способствует аденилированию глутаминсинтетазы.

2. Методы изучения регуляции метаболизма микроорганизмов. Регуляция синтеза ферментов

Пригодность микроорганизма для конкретного исследования определяется в основном его генетическими возможностями. Иногда можно изменить генетический потенциал в соответствии с исследовательской задачей. Это делают путем получения и отбора подходящих мутантных штаммов. Отбор таких мутантов - чрезвычайно важная процедура, ставшая одним из основных элементов методического багажа бактериолога.

Даже если генетические возможности микроорганизма позволяют ему продуцировать определенный фермент, при этом еще не гарантируется его синтез (транскрипция и трансляция). Синтез многих ферментов и ферментных систем зависит от присутствия или отсутствия определенных регуляторных компонентов, или «триггеров», образующихся эндогенно или вносимых в культуральную среду. Вещества, стимулирующие транскрипцию, называют индукторами, а сам процесс стимуляции называют индукцией. В тех случаях, когда индукторов нет, говорят о деиндукции. Другие вещества, называемые репрессорами, напротив, предотвращают транскрипцию, а сам процесс предотвращения транскрипции называют репрессией; в отсутствие репрессора происходит дерепрессия. Описаны различные типы репрессии у бактерий: простая репрессия по типу обратной связи, или репрессия конечным продуктом; мультивалентная репрессия, присущая определенным ферментам, участвующим в синтезе аминокислот с разветвленной цепью; координированная репрессия, когда все ферменты, участвующие в биосинтезе, согласованно репрессируются в присутствии высоких концентраций продукта реакции (например, триптофана или гистидина). Описанные ниже эксперименты иллюстрируют некоторые типы регуляции синтеза бактериальных ферментов путем индукции и репрессии.

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]