
- •Тема 1.6: Физиология и особенности метаболизма бактерий. Питательные среды. Химический состав бактериальной клетки. Питание и дыхание микроорганизмов.
- •Факторы роста:
- •Транспорт питательных веществ в бактериальную клетку.
- •Субстратное фосфорилирование
- •Окислительное фосфорилирование
- •Размножение бактерий на питательных средах
- •Пигменты
- •Классификация ферментов:
- •Ферментативные свойства микроорганизмов
Классификация ферментов:
экзоферменты |
эндоферменты |
Выделяются во внешнюю среду; расщепляют в окружающей среде макромолекулы до более простых соединений, которые затем транспортируются в микробную клетку |
Это внутриклеточные ферменты, которые обеспечивают протекание метаболических реакций в определенной последовательности |
Внутриклеточные ферменты, объединенные структурно и функционально, составляют мультиферментные комплексы, например, ферменты дыхательной цепи, локализованные на цитоплазматической мембране.
Кроме того, у микроорганизмов различают:
Конститутивные ферменты – постоянно синтезируются в микробных клетках в определенных концентрациях, независимо от условий существования. Это в основном метаболические ферменты: протеазы, липазы и др.
Индуктивные (индуцибельные, адаптивные) ферменты, позволяют микробной клетке приспособится к изменившимся условиям окружающей среды, они синтезируются в клетке только под влиянием соответствующего субстрата. В отсутствие субстрата они находятся в бактериальной клетке в следовых концентрациях, а при наличии соответствующего индикатора их количество резко возрастает. Например, если бактерии, не вырабатывающие в обычных условиях фермента амилазы, расщепляющей крахмал, засеять на питательную среду, где единственным источником углерода служит крахмал, то они начинают синтезировать этот фермент.
Выделение микроорганизмами различных ферментов определяет их биохимические свойства. Ферментный состав любого микроорганизма является достаточно постоянным признаком, а различные виды микроорганизмов четко различаются по набору ферментов. Поэтому изучение ферментативного состава имеет важное значение для дифференциации и идентификации микроорганизмов. Изменение цвета среды является дифференциально-диагностическим признаком.
Ферментативные свойства микроорганизмов
Сахаролитическая активность т.е. способность расщеплять сахара и многоатомные спирты с образованием кислоты и газа, изучают на средах Гисса, которые содержат тот или иной углевод и индикатор. Под действием образующейся при расщеплении углевода кислоты индикатор меняет окраску среды. Поэтому эти среды названы «пестрый ряд». Микробы, не ферментирующее данный углевод, растут на среде не измененяя ее. Наличие газа устанавливают по скоплению его в поплавке на жидких средах. На среде: Эндо, Плоскирева микроорганизмы, сбраживая до кислоты находящийся в этих средах молочный сахар (лактозу), образуют окрашенные колонии – кислота изменяет цвет имеющегося в среде индикатора. Колонии микробов не ферментирующих лактозу, бесцветны. При росте микроорганизмов, образующих амилазу, на средах с растворимым крахмалом происходит его расщепление; при добавлении нескольких капель раствора Люголя цвет среды не меняется. А если крахмал нерасщепленный он дает этим раствором синее окрашивание.
Протеолитическая активность т.е. способность расщеплять белки, полипептиды) изучают на средах с желатином, молоком, сывороткой, пептоном. При росте на желатиновой среде микробов, ферментирующих желатин, среда разжижается. Характер разжижения различен. Например, бациллы сибирской язвы (B. anthracis) дают характерное разжижение желатина «елочкой». При расщеплении пептидогликанов выделяется индол, сероводород, аммиак. Их образование устанавливают с помощью индикаторных бумажек, которые заранее пропитывают определенными растворами и помещают между пробкой и стеклом пробирки. Аммиак вызывает посинение лакмусовой бумажки. Сероводород – почернение бумажки, пропитанной раствором ацетата свинца. Индол – покраснение бумажки, пропитанной раствором щавелевой кислоты. Кроме этого способность расщеплять различные питательные субстраты определяют с помощью бумажных дисков, пропитанных определенными реактивами. Эти диски опускают в пробирки с исследуемой культурой, инкубируют в термостате и по изменению цвета дисков судят о разложении углеводов, аминокислот, белков и т.д.
Гемолитические свойства т.е. способность разрушать эритроциты) – изучают на средах с кровью. Жидкие среды становятся прозрачными, а на плотных средах вокруг колонии появляется прозрачная зона (например, некоторые разновидности стрептококков - β-гемолитический стрептококк), а α-гемолитические стрептококки образуют небольшую зеленоватую зону, что свидетельствует о переходе гемоглобина в метгемоглобин.