Бактерии транспортные системы

Протонный насос в отличие от других АТРаз синтезирует АТР благодаря наличию градиента протонов. Данная система выделена из митохондриальной мембраны, частично охарактеризована биохимическими методами и путем анализа реконструированных систем. Методом электронной микроскопии высокого разрешения определена трехмерная структура светозависимого протонного насоса галофильных бактерий. Все эти данные подтверждают ряд выдвинутых ранее гипотез о том, что такие транспортные системы состоят из а-спиральных полипептидных цепей, пронизывающих мембрану. [c.185]

Фотореакция у пурпурных бактерий. Как уже говорилось, у пурпурных бактерий пигменты и компоненты электрон-транспортной системы тоже находятся в мембранах. Пигментный комплекс фотохимического реакционного центра удается отделить от пигментов антенны. [c.390]

При оценке результатов лабораторных и натурных исследований необходимо учитывать взаимосвязь различных организмов в сообществе, особенно при изучении питательных балансов. Было изучено использование глюкозы и ацетата бактериями и водорослями в водных экологических системах. При этом отмечено, что специфические транспортные системы, действующие при очень низких концентрациях субстрата, должны быть отнесены за счет бактерий, одиако рассеивающий механизм, действующий только при более высоких концентрациях субстрата, связан с водорослями [19]. [c.212]

Бактерии с двойными мембранами обладают транспортными системами, которые зависят от водорастворимых субстрат - связывающих белков 393 [c.513]

Связь между осмотическим давлением, проницаемостью и транспортными системами бактерий обсуждается в гл. 19. [c.175]

Даже у безусловных ауксотрофов добавление избытка одной аминокислоты может привести к возрастанию потребности в другой, что, вероятно, связано с их конкуренцией за общую транспортную систему. Таких антагонистических взаимоотношений можно избежать, добавив в среду соответствующий пептид лимитирующей аминокислоты, поскольку он транспортируется с помощью независимой транспортной системы. Это явление описано в нескольких работах, где сделан вывод о существовании специфических пептидных факторов роста. Однако вряд ли такие, уже сформированные пептиды являются обязательными для роста бактерий, хотя они обычно быстро используются и служат легко доступным источником необходимых аминокислот. [c.208]

Клетки, остающиеся на фильтре, обычно необходимо промыть для удаления компонентов среды с их поверхности. Промывная жидкость должна быть осмотически забуференной, особенно для грамотрицательных бактерий, так как транспортные системы чувствительны к осмотическому давлению. Для промывания часто используются концентрированные растворы сахаров (например, 0.5 М раствор сахарозы). Можно также добавлять ионы марганца (обычно 50 мМ) в виде хлорида или сульфата. Идеальный промывной раствор должен в основном удалять исследуемое вещество из осадка клеток и фильтра при первом же промывании. Однако обычно приходится идти на определенный компромисс (дополнительные сведения см. в разд. 19.1.1). [c.453]

Рис. 6-55. Транспортная система, зависящая от периплазматическш субстрат-связываюгцих белков в бактериях с двойной мембраной. Растворенные вещества диффундируют через каналообразующие белки (порины), находящиеся во внещней мембране, и связываются с периплазматическими субстрат-связывающими белками. При этом белки испытывают конформационные изменения, приобретая способность связываться с белками-нереносчиками плазматической мембраны, которые затем перехватывают субстрат и активно транспортируют его через бислой. Эта стадия опосредуется гидролизом АТР. Пептидогликаны для простоты пе показаны Их пористая структура позволяет субстрат-

Нередко у клеток имеется не одна транспортная система для данного растворенного вещества. Например, многие бактерии обладают высокоаффинной транспортной системой, весьма специфичной для какой-то одной ароматической аминокислоты, а также намного менее специфичной низкоаффинной системой. Методы изучения активности таких множественных систем описаны Эймсом [1]. [c.455]

Рис. 90. Схема энергетических и транспортных процессов у молочнокислых бактерий. Темный кружок — переносчик В — молекула растворенного вещества глюкоза поступает в клетку с помощью фосфотрансфе-разной системы. Остальные объяснения см. в тексте

АТР-зависимый транспорт метаболитов был обнаружен у многих видов грамотрицательных бактерий. В этих случаях транспорт, как правило, зависит от специфических связывающих белков, локализованных в периплазматическом пространстве и имеющих мол. массы 20 000—40 000. Эти белки специфически и с высоким сродством связывают определенный метаболит. Описано более 20 видов таких белков. При осмотическом разрушении клеточной стенки эти белки выходят из периплазмы и АТР-зависимый транспорт нарушается. Связывающие белки не являются переносчиками per se, но они сообщают транспортным системам специфичность и высокое сродство к субстратам. До сих пор неясно, существует ли единая АТР-за-висимая транспортная система для многих веществ или для каждого субстрата своя. [c.172]

Присутствия субстратов дыхания, если АТР-синтетаза инактивирована в результате мутации. Напротив, АТР-зависимые транспортные системы, чувствительные к осмотическому шоку, устойчивы к действию протонофоров, блокируются арсенатом и в мутантных бактериях с неактивной АТР-синтетазой зависят от гликолиза, а не от дыхания. АТР-зависимые транспортные системы существуют и у грамположительных бактерий, однако в этом случае в них не входят периплазматические связывающие белки. [c.173]

Бактерии активно участвуют в формировании химического состава воды и донных осадков. Как редуценты, они обеспечивают низшее звено трофической цепи биогенными элементами и СО2, выполняют транспортную и концентрационную роль в переносе элементов и веществ по трофическим цепям. Бактерии участвуют и в формировании донного ила и осадочных пород, трансформации и депонировании вещества осадков, в самоочищении водоемов, поддержании их небходимого санитарно-гигиенического и санитарно-экологического состояния. В системах биологической очистки сточных вод бактерии широко используют в составе активного ила. [c.109]

Системы, образующие А яН+ из внешних ресурсов, называются первичными генераторами, а системы, образующие электрохимический потенциал за счет внутренних ресурсов, — вторичными генераторами А яН+. К первичным генераторам А яН+ относятся мембраны фотосинтезирующих бактерий (которые преобразуют энергию света в A[.iH+ с помощью трех различных механизмов циклической редокс-цепи, нециклической редокс-цепи и с помощью бактериородопсина), компоненты электрон-транспортной цепи митохондрий, мембраны хлоропластов. [c.121]

В качестве одного из элементов государственного регулирования генно-инженерной деятельности многие склонны рассматривать маркировку генетически модифицированных продуктов. Многие, но не все. Например, в США, где, как известно, о ГМО не ведут пустых разговоров, а уже почти десять лет спокойно потребляют их, маркировка таких продуктов не принята. В связи с этим есть смысл прислушаться к аргументам американцев по этому вопросу. В соответствии с законодательством США (так же как и других стран, в том числе и Беларуси) маркировке подлежат продукты, которые могут быть небезопасны для отдельных групп населения или если они имеют какие-либо особенности, отличающие их от большинства аналогичных продуктов. Так, на этикетках бутылок с вином можно найти надпись, предупреждающую, что потребление этого продукта не рекомендовано детям, беременным и кормящим женщинам, водителям транспортных средств, людям с заболеваниями нервной системы. На упаковках сигарет присутствует грозное предупреждение Курение опасно для здоровья Если в хлеб добавили каротин или витамин С, то об этом тоже должна быть соответствующая информация, поскольку эти добавки сказываются на потребительских качествах продукта. Помимо всего названного выше, на этикетках продуктов питания должна быть представлена информации о составе продукта и его пищевой ценности. (Иногда эта информация просто потрясает. На баночках со сметаной можно прочитать состав сливки из коровьего молока, молочнокислые бактерии .) [c.103]

У микроорганизмов выявлено огромное число мутаций, которые влияют на их способность изменять поглощение питательных веществ [38]. Здесь мы ограничимся рассмотрением системы, обеспечивающей транспорт калия в Е. oli [45, 47]. Один из мутантов Е. oli нормально живет в 0,1 М растворе К+, но не может существовать при значительно более низких концентрациях этого иона, хотя большинство других штаммов легко переносят такие условия. У штамма Е. oli К 12 обнаружено по крайней мере 6 генов, необходимых для функционирования трех разных систем, обеспечивающих поглощение калия. Две такие системы транспортируют калий внутрь клетки (против градиента концентрации) при сравнительно высоких концентрациях ионов К+ в окружающей среде. Третья система способна накачивать ионы К+ в клетку из среды с очень низкой концентрацией значение, характеризующее полунасыщение системы (/См), составляет приблизительно 10 М. Интересно отметить, что если бактерия растет -в среде с высоким содержанием К+, то система, характеризующаяся высоким сродством к ионам К+, не активна, т. е. соответствующий ген выключен (репрессирован). Однако, если эту бактерию культивировать в среде с очень низкой концентрацией ионов К+, то происходит экспрессия гена и транспортная система начинает функционировать. [c.360]

Для того чтобы жить и размножаться, клетка микроорганизма должна обмениваться с окружающей средой метаболитами, энергией и генетической информацией. У большинства микроорганизмов наружные слои клетки и клеточные стенки не являются барьером для проникновения низкомолекулярных веществ. Исключение составляют грамотрицательные бактерии, у которых существует наружная мембрана, образованная липонолисахаридами, белками, фосфолипидами и др. Но и у них существуют пути проникновения веществ в клетку 1) гидрофильные поры, которые образованы бел-ками-поринами 2) транспортные системы - витамин В 2, нуклеози-ды, мальтоза и др. (рис. 3.1). [c.46]

Действие некоторых ингибиторов может быть объяснено с точки зрения транспортной систсхмы клетки. При пассивном транспорте микроорганизм не использует энергию клетки для поглощения субстрата, который просто пересекает клеточную стенку из-за градиента концентраций в направлении перпендикулярном ей. Однако, если осмотическое давление данного компонента в среде сильно превосходит его внутриклеточную концентрацию, необходимую бактерии, она вынуждена использовать свою энергию для вывода избытка. Если в среде присутствует несколько солей, то может возникнуть конкуренция между катионами за перенос через мембрану. Активные транспортные системы, в которых расходуется клеточная энергия, также подвержены действию такой конкуренции. Например, система переноса магния, существующая в Es heri hia соИ и других бактериях, мультисубстратна и способна также переносить кобальт, никель, марганец и железо, проявляя к ним сродство в десять раз меньше, чем к магнию [70]. Следовательно, перенос магния конкурентно ингибируется другими катионами, и это может приводить к их антагонизму. Синергизм имеет место, когда сочетание нескольких катионов оказывается более токсичным для микроорганизма, чем любой из них по отдельности. Некоторые катионы, вызывающие антагонизм и синергизм, перечислены в табл. 2.4. [c.56]

Такой механизм устойчивости бактерий имеет место в отношении антибиотиков тетрациклиновой группы, макролидов, карбапе-немов и др. и занимает заметное место в повышении резистентности микроорганизмов. Гены, кодирующие транспортные системы активного выноса из клеток антибиотиков, обычно локализованы на плазмидах, что способствует их быстрому распространению. [c.455]

Как уже было отмечено, некоторые представители облигатно аэробных неспоровых бактерий, например Pseudomonas putida, предпочтительно усваивают органические кислоты. Они имеют также конститутивную систему их транспорта. В то же время глюкоза поступает в клетки этих организмов с помощью транспортной системы, которая индуцибельна и подвержена катаболитной репрессии сукцинатом. [c.61]

В митохондриях все энергозависимые виды транспорта веществ поддерживаются энергией А -Н. В плазмалемме и тонопласте растений и грибов большинство процессов такого типа также происходит за счет А хН. Однако в плазмалемме животной клетки гораздо более типичны AixNa-зависимые транспортные системы, хотя в некоторых особых случаях движущей силой осмотической работы и служит А хН. Для бактерий описаны примеры всех перечисленных выше движущих сил, хотя А хН и АТФ используются наиболее часто. У морских и галофильных микроорганизмов вместо А хН служит с той же целью A xNa. У Е. соИ среди 16 систем транспорта аминокислот 8 переносчиков утилизируют АТФ, 5 переносчиков — A iH, одна— А хЫаидве системы — как A iH, так и A xNa (табл. 8). Та же бактерия накапливает глюкозу за счет энергии ФЕП, лактозу — за [c.145]

Итак, наличие вторичной формы протонного потенциала (АрН) позволяет вовлечь в процессы транспорта слабые кислоты и основания таким обраом, что направления их движения оказываются противоположными. Как и в случае электрофореза катионов и анионов, разнонаправленный перенос слабых кислот и оснований не может решить всех задач, стоящих перед транспортными системами клетки или органеллы. Например, бактерия, судя по направленности А хН, должна накапливать катионы и слабые кислоты и выбрасывать в среду анионы и слабые основания. Очевидно, что во многих случаях направление движения вещества должно быть иным. [c.149]

Оказалось, что из клеток грамотрицательных бактерий, подвергнутых на холоду осмотическому шоку (быстрому переносу из гипертонической среды в гипотоническую в присутствии ЭДТА), освобождается ряд периплазматических ферментов и наряду с ними белки, способные активно связывать некоторые субстраты, образуя с ними прочные комплексы с константами диссоциации, близкими к величинам Кт, для соответствующих транспортных систем. Одновременно с освобождением периплазматических белков нарушается транспорт этих субстратов в клетки бактерий, а добавление шоковой жидкости или очищенных связывающих белков в некоторых случаях восстанавливает нормальный транспортный процесс. Синтез связывающих белков индуцируется параллельно с индукцией транспортной системы, а у мутантов, дефектных по транспорту, соответствующие связываюпдие белки отсутствуют. Таким образом, участие связывающих белков в транспорте не вызывает сомнений. [c.55]

Добавление некоторого ограниченного числа нуклеотидных единиц к концу молекулы имеющегося полирибонуклеотида не может рассматриваться как полинуклеотидный синтез. Тем не менее эта реакция близка к нему, имеет большое значение и хорошо сейчас изучена. В 1956 г. было показано, что в присутствии фосфорилирующей системы Р -аденозин-5 -мопофосфат целиком включается в РНК в цитоплазме печени крыс [149]. После гидролиза диэстеразой змеиного яда был получен меченый 5 -АМФ, а после щелочного гидролиза — меченые цитидип-2 - и цитидин-З -монофосфаты. Это говорит о том, что в РНК АМФ преимущественно присоединяется к ЦМФ. Подобные наблюдения на различных биологических объектах были проведены многими исследователями. Эти данные наряду с данными о том, что основная часть включенного аденина освобождается после щелочного гидролиза в виде нуклеозида, свидетельствуют о том, что АМФ присоединяется к концу цепи РНК. На важность этих наблюдений впервые обратили внимание Замечник, Хоглэнд и их сотрудники [150—152] в Бостоне, работавшие с растворимой, т. е. транспортной, РНК (s-PHK) цитоплазмы печени крысы. s-PHK отличается от РНК рибосом или микросом своеобразной способностью акцептировать нуклеотиды, присоединяясь к ним своей концевой группой, Такое присоединение нуклеотидов к концу цепи РНК обязательно предшествует прикреплению аминокислот в процессе биосинтеза белка. Все s-PHK из тканей животных, дрожжей и бактерий ведут себя в этом отношении одинаково. [c.251]

Универсальность кода. Было показано, что почти все 64 триплета при их испытании в бесклеточных системах несут какую-то смысловую нагрузку. Это делает естественным предположение, согласно которому какие-то черты генетического кода носят универсальный характер. Более того, гетерологич-ные бесклеточные системы (т. е. системы, содержащие рибосомы из организма одного вида, а транспортные РНК и активирующие ферменты — из организма другого вида) способны синтезировать полипептиды так же эффективно, как и соответствующие гомологичные системы, что опять-таки свидетельствует об универсальности кода. Имеются также косвенные данные, говорящие о том, что смысл данного кодона сохраняется неизменным для разных систем. Наконец,, было показано, что белоксинтезирующая система из Е. olt способна транслировать информацию, содержащуюся в РНК из вируса растений. Данные, полученные в опытах на Е. oli и других бактериях, на вирусах, дролоках, проростках растений, ретикулоцитах кролика, печени крысы, гемоглобине человека и т. д., убедительно подтверждают предполо- [c.499]

У / . oli к системам симпорта относятся транспортные систе-мы лактозы и дикарбоновых кислот (симпорт с ионами Н" ), [ лутамата и мелибиозы (симпорт с ионами Na ). Системы сим-п()[)та ор анических субстратов с катионами обнаружены у ряда других микроорганизмов. Наиболее подробно изучены системы симпорта с Na аминокислот у Haloba terium halobium и дикар-боп()Щ 1х кислот у фототрофных пурпурных бактерий. [c.60]

Для ряда транспортных систем непосредственным источником энергии служит не гидролиз АТР, а градиент концентрации ионов. Так, активный транспорт глюкозы и аминокислот в ряде животных клеток сопряжен с одновременным входом Ма такой процесс называется котранспортом. Одновременный вход Ка и глюкозы обеспечивается специфическим симпортом. (Ка + К )-насос создает тот фадиент концентрации ионов Ка, который необходим для сопряженного входа Ма и глюкозы. У бактерий, как правило, непосредственным источником энергии для симпортов и антипортов служит градиент концентрации Н, а не Ма. Например, активный транспорт лактозы, осуществляемый пермеазой для лактозы, сопряжен с входом протона в бактериальную клетку. Этот транспортный процесс протекает за счет протонодвижущей силы, генерируемой переносом электронов по дыхательной цепи. Бактериям свойствен и иной тип транспорта, а именно так называемая транслокация фупп в этом случае происходит модификация растворенного вещества в процессе переноса. Так, фосфотрансферазная система, переносящая сахара, фосфорилирует их (например, глюкозу в глюкозо-6-фосфат) по мере поступления в клетку. Донором фосфорильной Фуппы в этом процессе служит фосфоенолпируват. Фосфорилирование опосредовано тремя разными ферментами и небольшим белком (НРг) - переносчиком фосфорильной Фуппы. [c.324]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология