Бактерии термофильные, ферменты

Температура сбраживания является одним из важнейших факторов, влияющих на скорость распада осадка в метан-тенках. Большинство метан-тенков эксплуатируется в условиях мезофильного брожения при температуре 30—35°. При этом распад органического вещества осуществляется теми же группами микроорганизмов, которые вызывают его в двухъярусном отстойнике, работающем обычно при температуре 10—20°. Однако повышение температуры не только ускоряет процесс распада, но делает его более глубоким. При термофильном брожении (50—55°) в процессе распада принимает участие специфическая группа анаэробных термофильных микроорганизмов, имеющих весьма энергичный обмен вследствие высокой активности присущих им ферментов. Среди анаэробов термофилов имеются аммонифицирующие бактерии, денитрифицирующие и десульфурирующие, сбраживающие углеводы, разлагающие клетчатку и жирные кислоты, т. е. все те физиологические группы микробов, которые в условиях мезофильного брожения участвуют в разложении осадка. [c.218]

Термоли.тн, выделяемый из культуральной среды термофильной бактерии Ba illus thermoproteolyii us, относится к классу нейтральных протеиназ, содержащих цинк в качестве кофактора. Термолизин необычайно термостабилен в течение часа он полностью сохраняет свою активность при 60 " С (pH 7.0) и теряет менее 50% активности при 80 С. Фермент устойчив в 8 М растворе мочевины, 20%-ном растворе этаиола или метанола. Максимальную активность он проявляет в диапазоне pH 7,0 — 9,0. В отличие от большинства протеолитических ферментов, специфичность термолизина определяется природой остатка, которому принадлежит аминогруппа гидролизуемой связи. Термолизин преимущественно расщепляет пептидные связи, включающие аминокислотные остатки с гидрофобной боковой цепью (Не, Leu, Val, Phe, Tyr, Тгр). [c.46]

В специальной литературе неоднократно сообщалось о попытках использовать ферменты и микроорганизмы для гидролиза пентозанов до соответствующих моносахаридов (вместо кислотного гидролиза) [141]. Было показано, что термофильные бактерии способны сбраживать гемицеллюлозы в древесине только после энергичного размола ее или предварительной делигнификации. [c.425]

Одним из условий, определяющих активность ферментов, является температура. У большинства микроорганизмов она лежит в пределах 30—40 °С. Следовательно, при повышении температуры до известного предела будет возрастать химическая активность и окислительная мощность сооружений. Оптимальная температура для жизнедеятельности микроорганизмов определяется суммарным ее влиянием на комплекс ферментативных реакций, происходящих в микробных клетках. Допускают, что некоторые ферменты задают тон в этом направлении [5]. Резкое падение химической активности мезофильных микроорганизмов при температурах, превышающих оптимальные, является результатом инактивации определенных ферментов. Ферменты мезофильных бактерий быстрее инактивируются, чем термофильных, которые адаптировались к температурам, превышающим 40 °С. Согласно формуле Вант-Гоффа, скорость химических реакций ири повышении температуры на 10 °С возрастает примерно в 2—3 раза [c.95]

Для выяснения вопроса о существовании в древесине лигнинуглеводных соединений использовались также методы расщепления древесинного вещества различными ферментами (целлолити-ческими) [29], эмульсином [30], термофильными бактериями [31] и дереворазрушающими грибами [29]. Существенные результаты не были получены. [c.296]

Есть еще одна возможность — повысить субстратную специфичность фермента. В одной из серий экспериментов с помощью сайт-специфического мутагенеза заменяли нуклеотиды, кодирующие одну или две аминокислоты ксилозо/глюкозоизомеразы термофильной бактерии lostridium thermosulfurogenes. Выбор сайтов для модификации основывался на данных об участии соответствующих аминокислот в связывании субстрата. Замена триптофана в положении 139 на фенилаланин или валина в положении 186 на треонин привела к повышению каталитической эффективности k JKy фермента в отношении глюкозы в 1,7 и 2,6 раза соответственно (табл. 13.6) и к ее уменьшению для ксилозы в 2 и 7 раз. При одновременной замене двух аминокислот каталитическая эффективность в отношении глюкозы повысилась в 5,7 раза, а в от- [c.291]

Влияние температуры на активность ферментов. Согласно закону Ваит-Гоффа скорость химических реакций увеличивается примерно вдвараза при повышении температуры на (О С (коэффициент Q ,). Это прааило справедливо также и для ферментативных реакций, однако только а ограниченной области значений температуры. При повышении температуры свыше 40 — 50 происходит инактивация белкового катализатора из-за тепловой денатурации. Следовательно, ферментативные реакции отличаются от реакций, катализируемых соединениями небелковой природы, наличием температурного оптимума. Причиной быстрого падения активности является высокая величина коэффициента Qio для процесса тепловой денатурации белка. Следует отметить, что ферменты термофильных бактерий имеют весьма высокий температурный оптимум. [c.185]

Одним из уникальных свойств белка является его способность к денатурации — утрате ряда характерных физи-ко-химических и биологических свойств при незначительных воздействиях, не нарушающих системы пептидных связей. Следует, однако, отметить, что известно немало белков, отличающихся очень высокой устойчивостью к денатурации, например, белки Термофильных бактерий, трипсин, химотрипсин и многие другие. Представляется более правильным считать денатурацию проявлением наиболее общего свойства белков. А именно, для всех белков не только при денатурации, но и при выполнении нативными белками их функций в живом организме характерна способность к существенным изменениям физико-химических и биологических свойств без одновременного изменения состава и без расщепления пептидных связей в молекуле. Примерами могут служить реакции сверхосаждения актомиозина под действием АТФ, резкие изменения активности ферментов под влиянием незначительных изменений условий среды и многие другие. Это общее свойство белков должно быть непременно признано их характерным отличием. [c.9]

Е. Н. Мишустин установил, что соотношение термофильных актиномицетов и бактерий в различных почвах зависит от химического состава f образующихся фермент-субстратных комплексов и экологических факторов [6 ]. К тому же выводу пришел и К. Людзак [7], анализируя бактериальное население активных илов. [c.156]

Первые стиральные порошки с биодобавками, имевшие успех у потребителей, появились в середине 60-х годов. Они содержали протеиназы (ферменты, расщепляющие белки), которые особенно подходят для удаления пятен биологического происхождения, например от крови, травы, яиц. При разрушении белков пятна исчезают. Допускается стирка при более низких температурах, что экономит энергию, хотя используемые ферменты, полученные исходно из термофильных (теплолюбивых) бактерий, отселектированы на способность работать в широком режиме температур (10—90 °С с оптимумом около 55 °С). Протеиназы в стиральных порошках могут работать и в щелочных условиях (pH 9—10), а также в присутствии больших количеств фосфата, содержащегося в некоторых детергентах. Они особенно удобны для предварительной стирки и замачивания белья, а также для стирки при низких температурах. В Западной Европе за счет использования стиральных машин в домашних условиях экономится до 25% энергии это очень высокое соотношение по сравнению с другими странами. [c.90]

Хотя за последнее время опубликовано большое число работ по ферментам термофильных гетеротрофных бактерий, их экология исследовалась мало. Род Thermus, описанный Броком и Фризом (Вгоск, Freeze, 1969) как первая неспорообразующая экстремально-термофильная бактерия, был затем выделен ря-дом исследователей, описавших несколько новых видов (табл. 5.2). В воде большинства горячих источников, вероятно, содержатся небольшие количества органических веществ, поэтому популяции бактерий могут существовать и в отсутствие восстановленных соединений серы. Попытки культивировать гетеротрофные бактеррш при 90°С до сих пор заканчивались [c.195]

Логинова Л Г., Головачева Р. С., Щербаков М. А. (1966а). Термофильные бактерии, образующие активные целлюлолитические ферменты, Микробиология, 35, 796—804. [c.239]

Во всех последних обзорах по термофилии было высказано единодушное мнение о том, что термофильные бактерии синтезируют белки, которые обладают присущей им самим термостабильностью. В предыдущих разделах отмечалось, что многие ферменты, выделенные из облигатных или кальдоактивных бакте- [c.270]

Физиолого-биохимические особенности. Новые методы культивирования анаэробов и определения активности ряда ферментов способствовали успехам в выделении чистых культур термофильных целлюлозоразлагающнх анаэробных бактерий и изучении их физиологии и биохимии (Hungate 1969). [c.185]

Термофильные анаэробные бактерии как в чистой, так и в смешанной культурах активно разрушают целлюлозосодержащие субстраты. Однако в ранних исследованиях все попытки обнаружить в фильтратах культуральной жидкости целлюлолитические ферменты не увенчались успехом. Было высказано предположение, что вокруг бактериальной клетки создается активная зона с высокой концентрацией целлюлазы, но она находится в непосредственном контакте с клеточной стенкой (Им-шенедкий, 1953). [c.185]

Образование внеклеточных целлюлолитических ферментов изучено также и в опытах с накопительной культурой термофильных целлюлолитических бактерий. Установлено, что максимум активности целлюлаз совпадает с оптимальной температурой развития бактерий—65°С. Исследовано также образование целлюлолитических ферментов в зависимости от содержания в среде целлюлозы, времени сбраживания субстрата и температуры. Обнаружено, что целлюлолитическая активность резко возрастает в течение первых 3 сут в условиях культивирования бактерии на среде с целлюлозой при 60 °С (Верховцева, 1965 Логинова, 1966). [c.186]

Анализ получения этанола из целлюлозосодержащих субстратов, крахмала и сахарных сиропов показывает, что использование терхмофильных бактерий в процессе получения этанола имеет следующие преимущества термофильные культуры меньше подвержены вытеснению, их ферменты термостабильны. Не требуется жесткая стерилизация среды и оборудования, кроме того, снижаются затраты на о.хлаждение. При 50—60 °С осуществляется самопроизвольная дистилляция этанола, следовательно, снимается проблема ингибирования процесса его образования. Применение термофильных бактериальных культур при промышленном получении этанола из сахаров и целлюлозосодержащих субстратов позволит снизить себестоимость этанола примерно на 25% по сравнению с существующей (Payton, [c.201]

Регенерация АТФ за счет энергии света. Среди ключевых проблем энзиматической инженерии называют регенерацию АТФ. Существует несколько путем синтеза АТФ из АДФ и фосфата. Например, можно неэнзиматически получить из ацетилхлорида ацетилфосфат, субстрат ацетилфосфокиназы, фосфорилирующей АДФ до АТФ. Этот фермент, будучи получен из термофильной бактерии, отличается большой стабильностью. Данный метод требует постоянного притока ацетилфосфата в реакционную смесь, где происходит биотехнологический процесс, обеспечиваемый энергией АТФ. [c.246]

Другой подход — использование протеолипосом. Термофильные бактерии могли бы служить источником всех необходимых ингредиентов Д i,H-гeнepиpyющиx ферментов, Н+-АТФ-синтазы и липидов. Как уже отмечалось в разд. 1.7, липиды таких бактерий могут образовывать очень прочную мембрану, фактически представляющую собой бислой, в котором два монослоя ковалентно связаны друг с другом. [c.246]

Массовые количества АТФ можно было бы производить за счет света в стабилизированных тем или другим способом протеолипосомах, содержащих бактериородопсин и протонную АТФ-синтетазу из термофильной бактерии. В сопряжеийи этих двух весьма устойчивых ферментов — преобразователей энергии видится сегодня тот наиболее перспективный принцип, который можно было бы положить в основу технологии производства АТФ. [c.187]

Свойства и функции фермента в биологических мембранах изучали Кагава и сотрудники [8, 9]. Н -АТРазу (точнее, термофильную АТРазу выделяли из термофильных бактерий Р83. По способу изготовления сенсоры для определения АТР и мочевины принципиально не отличаются одинаково измеряется и напряжение затвора. В качестве буферного раствора в сенсорной системе для определения АТР применяли 50 мМ Трис-малеат при 40+ 1°С. Разность выходного напряжения затворов достигала постоянного значения приблизительно через 4-5 мин после добавления АТР. [c.378]

Фосфофруктокиназа, представляющая собой белок с М = 140000 у бактерий и от 360000—400000 (во всех случаях—тетрамер) до 800000 (гексамер или октамер) у эукариот, является самым медленным из всех ферментов, обслуживающих дихотомический распад углеводов. Эта практически необратимая реакция лимитирует весь процесс. В то же время активность глюкозофосфатизомеразы, например, в дрожжах, в 500 раз превышает активность фосфофруктокиназы и на 1—2 порядка выше, чем у других ферментов дихотомического распада, т. е. это один из самых быстрых ферментов обмена глюкозо-6-фосфата. Строение и механизм действия фосфофруктокиназы из термофильной бактерии детально изучены (рис. 111). [c.341]

Ферменты, синтезируемые термофилами, характеризуются повышенной устойчивостью к нагреванию, некоторым окислителям, детергентам, органическим растворителям и другим неблагоприятным факторам. В то же время они мало активны при обычных температурах. Так, протеазы одного из представителей термофильных микроорганизмов при 20 С в 100 раз менее активны, чем при 75 С. Последнее является очень важным свойством для некоторых промышленных производств. Папример, широкое применение в генетической инженерии нашел фермент Taq-пoлимepaзa из термофильной бактерии ТЬегтиз aquati us. [c.19]

В ПЦР используется ДНК-полимераза из термофильной бактерии ТЬегтиз aquati us (Taq-пoлимepaзa), обитающей в природных горячих источниках. Этот фермент отличается высокой устойчивостью к повышенной температуре. [c.148]

Используя термостабильную ДНК-полимеразу, выделенную из термофильных бактерий Thermus aquati us, можно осуществлять множество НЦР-циклов при однократном введении фермента. Сначала смещивают ДНК, избыточное количество праймерных молекул, дезоксинуклеозидтрифосфаты и полимеразу. Цикл запускают, нагрев смесь до температуры, обеспечивающей денатурацию ДНК затем охлаждают раствор до температуры, необходимой для отжига праймеров. Далее устанавливают температуру, при которой может происходить синтез ДНК. Весь процесс, который длится несколько часов, МОЖНО автоматизировать, используя нагреватели, работа которых регулируется с помощью компьютера. [c.361]

Смотреть страницы где упоминается термин Бактерии термофильные, ферменты: [c.226] [c.268] [c.274] [c.425] [c.291] [c.100] [c.621] [c.30] [c.211] [c.143] [c.143] [c.268] [c.277] [c.281] [c.29] [c.211] [c.91] [c.169] [c.95] [c.74] [c.346] [c.93] [c.10] [c.48] [c.20] [c.31]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология