Клеточные у галофильных бактерий

Рис. 23-30. У галофильных бактерий молекулы бактериородопсина, определенным образом ориентированные в клеточной мембране, служат насосом, который под действием света выкачивает ионы наружу. Возникающий в результате этого градиент ионов Н является источником энергии для синтеза АТР, катализируемого АТР-синтетазой.

Бактериородопсин, содержащийся в клеточной мембране галофильных бактерий, при освещении перекачивает ионы из клетки в окружающую среду. Возникающий вследствие этого трансмембранный Н -градиент используется клетками для синтеза АТР. [c.714]

При переходе бактериальных клеток на фототрофный способ питания роль Н+-помпы стала выполнять в клеточной мембране редокс-цепь. Примером такой светозависимой Н+-помпы является система бактериородопсина (производного каротина) у современных галофильных бактерий (рис. 3.29, III). Мембранный протонный градиент, возникший на мембране, способствовал обращению транспорта ионов Н+ через АТРазу и появлению фотофосфорилирования. Фотохимическая активность бактериородопсина не сопровождается диссоциацией воды и выделением О2. [c.122]

Некоторые галофильные бактерии способны использовать энергию света для образования АТР с помощью процесса, который не похож на фотосинтез у растений или бактерий. В частности, Н. halobium используют для образования АТР обычное аэробное дыхание, если имеется в достаточном количестве необходимый для этого кислород. В условиях же нехватки кислорода в клеточной мембране этих бактерий появляются специфические пурпурные образования, так называемые заплаты (pat hes). Пигмент, обусловливающий их пурпурную окраску, представляет собой белок бактериородопсин. Последний служит фоторецептором в процессе превращения энергии света в протонный градиент, который в свою очередь является движущей силой синтеза АТР с помощью хемиосмотического механизма. Фоточувствительная пурпурная мембрана состоит из липопротеинового матрикса, причем с помощью дифракции рентгеновских лучей показано, что молекулы бактериородопси-на расположены в этой мембране в виде жесткой двумерной решетки. [c.377]

Клеточная стенка возникла на каком-то определенном этапе эволюции микроорганизмов. Принимая движение эволюции микроорганизмов в направлении универсализации организации и дифференциации клеточных структур у фагов и вирусов бактерий дрожжей мицелиальных грибов, отметим, что фаги и вирусы не способны синтезировать клеточную стенку. Архебактерии (мета-нообразуюш ие бактерии, облигатные галофильные бактерии и термоацидофильные бактерии) лишены пептидогликана, типичного для бактерий. Лишь отдельные виды из них содержат ацетилсаха-ра и L-аминокислоты вместо диаминопимелиновой кислоты, у них нет D-аминокислот. [c.16]

Кислый характер основной массы белков у галофильных бактерий. Оставался еще неясным вопрос, не является ли кислотность белковых компонентов мембран и рибосом специфической особенностью именно этих субк 1еточных стру ктур или же это фундаментальное свойство большинства белков галофильной клетки. По крайней мере частичный ответ на этот вопрос был получен в 1970 г. при сравнительном изучении основной массы белков у галофильных и близких к ним негалофильных бактерий. Выражение основная масса носит условный характер и означает белок, осаждаемый кислотой после удаления клеточных стенок и мембран. Эта белковая фракция составляет около 80% всего белка клетки и включает большую часть растворимых ферментов. Как и следовало ожидать, эти белки отличаются необычайно высоким содержанием кислых аминокислот. Молярное отношение кислых аминокислот к основным достигает здесь примерно 10 1, что даже выше соответствующих величин для белков рибосом и клеточных мембран. Таким образом, у крайне галофильных форм бактерий, по-видимому, большинство белков, если не все они, требуют высокой концентрации солей по той же причине необходимо нейтрализовать избыток отрицательных зарядов, который в отсутствие катионов ведет к появлению сил электрического отталкивания и к нарушению нормальной струк-туры и функции. Поэтому в заключение нужно будет рассмот-реть влияние катионов на функции галофильных белков. [c.130]

При электронно-микроскопическом исследовании разрешение может быть ограничено многими причинами, главными из которых являются степень упорядоченности кристаллов и способ их подготовки к микроскопированию. Обычно такие кристаллы легко разрушаются электронным пучком и их приходится заключать в тонкие пленки контрастирующего вещества. Подобная процедура увеличивает радиационную стабильность кристаллов, повышает контрастность изображений, но значительно ухудшает разрешение. Предельное разрешение в этих случаях определяется зернистостью контрастирующего вещества (или размером его кристаллов) и не превышает 15-20 А. В ряду объектов, исследованных методами трехмерной электронной микроскопии, следует выделить бактериородопсин. В галофильных бактериях этот белок, функционируюшдй как светозависимый "протонный насос", организован в так называемые пурпурные мембраны - участки клеточной мембраны, содержащие бактериородопсин в кристаллической упаковке. Другими словами, бактериородопсин функционирует в клетке в форме двухмерных кристаллов, которые могут быть выделены в высокочистом состоянии. [c.201]

Семейство Haloba teria eae включает облигатно галофильные (солелюбивые) бактерии, способные расти на питательных средах, содержащих не менее 12%, Na l. Экстремальные галофилы лучше всего растут при концентрации Na l в среде 20—30%. Необычное строение имеют клеточные стенки галофилов. Они не содержат пептидогликана, а состоят в основном из липопротеидов, липидный и белковый компонент которых также весьма необычен. Все это связывают с особенностями существования галофильных бактерий. Для поддержания целостности клеточных структур галобактериям необходимы высокие концентрации ионов натрия, хлора и магния. Если концентрация этих ионов ниже определенного уровня, клеточная стенка растворяется, а ЦПМ распадается на отдельные фрагменты. [c.148]

ЦПМ экстремальных галофилов, имеющая строение, типичное для элементарной мембраны, содержит около 7з липидов и -/з разных белков, включая обычные для бактериальных мембран наборы флавопротеидов и цитохромов. Основная масса липидов экстремальных галофилов отличается от характерных для прокариот липидов тем, что в их молекуле глицерин связан не с остатками жирных кислот, а с С2о-спиртом — дигидрофитолом. Фосфолипидные и гликолипидные иро-изводные глицеринового диэфира могут в определенных условиях составлять до 80% общего содержания липидов в клетках. Помимо уникальных липидов клеточные мембраны экстремальных галофилов содержат много каротиноидных пигментов (основной — бактериоруберин), обусловливающих окраску колоний от розового до красного цвета, что имеет для галофильных бактерий немаловажное значение как средство защиты против избыточной радиации, поскольку для их мест обитания характерна обычно высокая освещенность. [c.287]

Мы знаем, что в целом белки экстремальных галофилов являются сильно кислыми. Это было показано для суммарных цитоплазматических белков нескольких экстремально галофильных бактерий, для белков оболочки других экстремальных галофилов и для рибосомных белков Я. utirubrum (табл. 8.5), Был также определен аминокислотный состав белка газовых вакуолей и белка пурпурной мембраны Я. halobium. Ни один из этих белков ие обнаруживает заметной зависимости от присутствия солей. Фактически выделение пурпурной мембраны основано на том, что она устойчива в условиях низкой ионной силы, когда распадается большинство других клеточных структур. Создается впечатление, что все белки галофильных бактерий, за исключением двух указанных выше, имеют значительно более высокую кислотность (измеряемую по разнице между числом кислых и основных аминокислот), чем соответствующие белки негалофиль-ных бактерий. [c.389]

Более прямая форма фотофосфорилирования имеет место в крайних галофильных бактериях НаЬЬа егшт ка1оЬшт — облигатном аэробе, который может существовать при низкой концентрации кислорода (а иногда и совсем без кислорода) при условии, что на них действует свет. При этом галобактерии синтезируют бляшки, содержащие пурпурный пигмент, распределяемый по клеточным мембранам. Пигмент заменяет элек-трон-транспортную систему, действуя как протонный насос, приводимый светом в рабочее состояние. [c.311]

Если на клетки микроорганизмов воздействуют слишком высокие концентрации веществ в растворе, может произойти плазмолиз— часть воды выйдет из клеток и протоплазма отойдет от клеточной стенки. Это явление можно наблюдать в микроскоп если, например, поместить дрожжевые клетки в каплю 2— 5%-ного раствора НаС1. Большинство бактерий легко переносят 0,5—3%-ную концентрацию солей, а галофильные микроорга низмы выдерживают даже 29%-ную концентрацию. Следует отметить, что по осмотической активности 20%)-ный раствор соли эквивалентен 60%-ному раствору сахара, т. е. поваренная соль осмотически в 3 раза активней. [c.54]

ИЛИ В клеточной стенке. Часто биосинтез каротиноидов индуцируется светом. Многие виды накапливают простые С о-каро-тиноиды, такие, как р-каротин, каротин и их производные. Некоторые бактерии синтезируют С45- и Сзо-структуры. Так, характерным каротиноидом галофильных На1оЬас1ег1а являр Г ч [c.56]

Тионовые бактерии, окисляющие серу в присутствии кислорода, относятся к роду Thioba illus. Это подвижные неспорообразующие микроорганизмы, представляющие собой одинаковые клетки размером от 0,5 до 1,5 мкм. Клетки движутся посредством одного полярного жгутика. Энергию для построения клеточного вещества эти бактерии получают при окислении серы, тиосульфатов и других серусодержащих соединений. Конечным продуктом окисления являются сульфаты и серная кислота, которая вызывает сильное снижение pH окружающей среды. Встречаются галофильные и термофильные виды, которые могут развиваться в высокоминерализованных водах (до 25% Na l) и при высоких температурах (до 80 °С). Они могут существовать даже в 10%-ной серной кислоте. Механизм окисления серы в серную кислоту полностью не выяснен. [c.58]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология