Меню
Главная
Авторизация/Регистрация
 
Главная arrow Медицина arrow Ветеринарная микробиология и иммунология

ОРГАНИЧЕСКИЕ СОЕДИНЕНИЯ

Органические соединения. Белки составляют 40...80 % массы бактериальной клетки и представлены простыми белками (протеинами) и сложными белками (протеидами). Протеины состоят только из аминокислот; протеиды — из аминокислот и веществ небелковой природы — нуклеиновых кислот (нуклеопротеиды), липидов (липопротеиды), углеводов (гликопротеиды), фосфатных групп (фосфопротеиды), железа, цинка, меди (металлопротеиды), флавиннуклеотидов (флавопротеиды) и т. д. Содержание белков в бактериальной клетке варьируется в зависимости от вида бактерий, возраста культуры, состава питательной среды и т. д. Так, в клетке у возбудителя сибирской язвы содержится 42 % белка. Бактериальные белки состоят из тех же 20 важнейших аминокислот, что и белки растений и животных, которые, соединяясь, образуют полипептидные цепи.

Аминокислотный состав белков разных видов бактерий качественно и количественно различен. Например, у сарцин много лизина, у протея — триптофана, у бацилл — глутаминовой кислоты. В гликопептиде клеточной стенки бактерий имеется диамино- пимелиновая аминокислота, которая отсутствует у высших организмов. У кокков диаминопимелиновая кислота заменена близкой по химическому составу аминокислотой — лизином, а у других видов бактерий — орнитином. Кроме того, в клеточной стенке бактерий встречаются D-изомеры аланина и глутаминовой кислоты. У высших организмов D-аминокислоты отсутствуют. Внеклеточные белки бактерий не содержат цистеина или содержат, но в малых количествах.

зо

Нуклеиновые кислоты (НК) — сложные полимеры, состоящие из большого числа (1500...5 000 000) мононуклеотидов. Мононуклеотиды построены из азотистого основания [пуринового — аденин (А) или гуанин (Г), или пиримидинового — урацил (У), тимин (Т) или цитозин (Ц)], рибозы или дезоксирибозы и остатка фосфорной кислоты. Мононуклеотиды ковалентно связываются между собой фосфодиэфирными мостиками, соединяющими З'-положение одного мононуклеотида с 5'-положением последующего. Таким образом образуются полинуклеотиды — нуклеиновые кислоты. Существует два типа нуклеиновых кислот: рибонуклеиновая (РНК), состоящая из рибонуклеотидов, и дезоксирибонуклеиновая (ДНК), построенная из дезоксирибонуклеотидов. У бактерий имеются обе НК.

Углеводы в бактериальной клетке составляют 12...30 % ее сухой массы. Они представлены моно- и полисахаридами.

Полисахариды микроорганизмов — чрезвычайно разнообразная группа биополимеров, среди которых есть соединения, характерные как для прокариот, так и для эукариот (целлюлоза, гликоген). У бактерий обнаружен ряд полисахаридов, не встречающихся у других организмов (тейхоевые кислоты, декстран, пептидоглика- ны и др.). Высокая активность полисахаридов обусловлена их способностью легко вступать в реакции с другими макромолекулами, соединяясь ионными и водородными связями, а также путем гидрофобных взаимодействий.

Большинство полисахаридов включает самые распространенные сахара — глюкозу, галактозу и рамнозу. В состав специфических бактериальных полисахаридов входит множество анионных функциональных групп (гексуроновые и аминогексуроновые кислоты, нейраминовая кислота, ацильные заместители, сульфат, фосфат). Это экзополисахариды, которые либо образуют биополимеры клеточной стенки или капсулы, либо входят в состав сек- ретируемой внеклеточной слизи. Например, типоспецифические капсульные антигены бактерий рода Haemophilus представлены анионными полисахаридами. К основным замещенным полисахаридам и полиоЛам бактерий относятся пептидогликаны, тейхоевые кислоты, низкомолекулярные гликолипиды, липополисаха- риды.

Тейхоевые кислоты содержатся в клеточной стенке бактерий. Это разного типа многофункциональные полиоксимакромолеку- лы, в которых повторяющийся полиол (глицерин или рибит) может содержать моносахарид в качестве заместителя.

В липополисахаридах (ЛПС) бактерий полисахаридная часть у разных видов микробов представлена разными углеводами: глюкозой, рамнозой, галактозой, фукозой, глюкозамином, D-глю- козой и L-рамнозой. Липополисахариды могут образовывать комплексы с пептидогликаном, кислыми капсульными полисахаридами.

По функциональной активности полисахариды микроорганизмов подразделяются на внутриклеточные и внеклеточные. Внутриклеточные полисахариды выполняют функции запасных веществ клетки (гликоген), входят в состав клеточной стенки (тей- хоевые кислоты), цитоплазматической мембраны (липотейхоевые кислоты), эндотоксинов (абескоза, колитоза и др.).

Внеклеточные полисахариды микроорганизмов входят в состав капсулы. Это вещества с высокой молекулярной массой до 1 000 000 дальтон, гидрофильные, часто несущие отрицательный заряд. В основном они представлены гетерополисахаридами, но отдельные виды микробов продуцируют гомополисахариды. Возбудитель туберкулеза образует гетерополисахарид, состоящий из D- маннозы и арабинозы.

Липиды бактерий представлены высшими жирными кислотами, фосфолипидами, нейтральными жирами, восками. Насыщенные жирные кислоты широко распространены у микробов, например, капроновая СН3(СН2)4СООН, пальмитиновая СН3(СН2)14СООН кислоты. Ненасыщенные жирные кислоты представлены исключительно кислотами с одной двойной связью, в основном гексадекеновой СН3(СН2)5НС = СН(СН2)7СООН и др. Из оксикислот у микроорганизмов часто встречаются миколо- вые (у микобактерий), которые придают клеточной стенке гидрофобный характер.

Содержание свободных жирных кислот в клетках колеблется в зависимости от видовых особенностей бактерий и условий их выращивания. Кишечная палочка при росте на средах с аланином содержит до 8 % липидов, а на обычных средах — 4...5 %. Качественный и количественный состав бактериальных жирных кислот изменяется с возрастом культуры и характеризуется высокой чувствительностью к физическим и химическим факторам внешней среды.

Фосфолипиды (фосфоглицериды, глицерофосфаты) представлены фосфатидной кислотой, фосфатидилсерином, фосфатидилэта- ноламином, фосфатидилхолином и др. Количество фосфолипидов в туберкулезной палочке — 6,5 %. Основная масса липидов бактериальной клетки содержится в цитоплазматических мембранах или в клеточных оболочках.

Нейтральные жиры (ацилглицерины или глицериды) бактерий чаще всего содержат пальмитиновую, масляную, лауриновую, линолевую (Ci8H3202) жирные кислоты. Наличие воска является отличительным признаком кислотоустойчивых бактерий, например микобактерий. Так, в клетке возбудителя туберкулеза содержится более 60 % «неомыляемого воска».

Основная масса липидов в бактериальной клетке связана с другимн компонентами — белками (в цитоплазматической мембране), полисахаридами (эндотоксины и О-антигены грамотрица- тельных бактерий). Так, у видов рода Nocardia свободные липиды составляют 17,5 % сухой массы, а связанные — 20 % и входят в качестве основного компонента в состав клеточных стенок.

Липиды микроорганизмов значительно разнообразнее липидов высших организмов. Они выполняют разнообразные функции: являются аккумуляторами энергии, у некоторых бактерий служат структурными компонентами клетки (цитоплазматическая мембрана), участвуют в метаболизме углеводов, в энергетическом обмене, входят в состав антигенов, определяют кислотоустойчивость микробов.

Пигменты образуют в процессе своей жизнедеятельности представители пигментобразующих видов. Пигменты вырабатываются бактериями в зависимости от условий, в которых выращивается культура,— минерального состава и реакции среды, источника углерода, температуры, количества кислорода, наличия света. Известно свыше 300 каротиноидов, и они в определенной степени определяют окраску колоний бактерий. Каротиноиды так же, как и бактериохлорофиллы, локализованы во внутриклеточных белково-липидных мембранных структурах клетки, они поглощают свет с длиной волны 400...550 нм. У фототрофных бактерий они являются вспомогательными фотосинтезирующими пигментами, передающими от 30 до 90 % энергии возбужденных состояний молекулам бактериохлорофилла, защищают хлорофилл от фотоокисления, осуществляют реакцию фототаксиса. У нефотосинтезирующих микробов они участвуют в цепи передачи электронов, обусловливают устойчивость к солнечной радиации, к повышенным концентрациям солей.

Роль пигментов в бактериальной клетке изучена недостаточно, но установлено участие их в фотосинтезе, дыхании, окислительно-восстановительных реакциях, защите от экстремальных факторов внешней среды (УФ-излучений, повышенных концентраций минеральных солей и т. д.).

 
Посмотреть оригинал
Если Вы заметили ошибку в тексте выделите слово и нажмите Shift + Enter
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ ОРИГИНАЛ   След >
 

Популярные страницы