15 Разложение белковых веществ и нуклеопротеидов. Значение этих процессов для сельского хозяйства.

Среди органических соединений, составляющих клетку, первое место по количеству занимают белки – на их долю приходится не менее 50% сухой массы клетки. Белки подвергаются разложению как аэробными, так и анаэробными бактериями, а также актиномицетами и грибами. Особенно активны представители семейства Pseudomonadaceae, рода Pseudomonas, семейства Bacillaceae, рода Bacillus, и рода Clostridium и др

В состав белков обычно входит 20 a-аминокислот. Небелковая часть (не содержащая аминокислот) молекулы сложного белка-это его простетическая группа. В зависимости от ее состава сложные белки называют нуклеопротеидами, липопротеидами, металлопротеидами и гликопротеидами. Молекулы белков и большинства пептидов велики и не могут проходить через цитопл. Мембрану микроорганизмов. Поэтому они расщепляются экзоферментами. Протеолитические фременты или протеазы, выделяемые в окр.среду, осуществляют гидролиз ряда пептидных связей в молеклах белков. Образующиеся при этом частицы белковой молеклы(полипептиды и олигопептиды) поступают внутрь клеток микроорганизмов, где разрушаются внутриклеточным протеолитическими ферментами-пептидазами до свободных аминокислот. Последние используются для синтеза белков клетки или подвергаются дальнейшему расщеплению

Внутриклеточное расщепление аминокислот может идти 4 путями:

1. Дезаминирование

2. Окислительное дезаминировнаие

3. Восстановительное дезаминирование

4. Декарбоксилирование

При аэробном распаде белка основными продуктами процесса бывают СО2, аммиак, сульфаты и вода. В анаэробных условиях при распаде белка образуются аммиак,амины, СО2, органические кислоты,меркаптаны, а также вещества с неприятным запахом-индол, скатол и сероводород.

При анаэробном разрушении белков могут образовываться токсичные соединения, в частности первичные амины. Накапливающиеся в анаэробных условиях в почве продукты разложения белков фитотоксичны, поэтому они нередко угнетающе действуют на растения и снижают урожайность.

При разрушении сложных белков сначала освобождаются осоновные составляющие-белок и связанная с ним простатическая группа. В дальнейшем эти соедеинения( каждое самостоятельно) подвергаются более глубокой транформации.

Нуклеопротеидов много в клеточных ядрах. При разложении разлагаются на белок и нуклеиновую кисилоту, которая затем распадается на на составные части, в результате чего образуется гипоксантин и ксантин-продукты разложения нуклепротеидов. Образование нуклеопротеидов обеспечивает важнейшие функции нуклеиновых кислот. Происходит разложение в кишечнике животных

16 Споры(эндоспоры)бактерий. Процесс спорообразования.Свойства спор. Другие покоящиеся формы бактерий.

Бактерии родов Bacillus, Clostridium, Desulfotomaculum, Sporolactobacillus, Sporosarcina и некоторых других(более 15 родов) способоны образовывать споры, или эндоспоры – внутриклеточные тельца сферической или эллиптической формы. Споры преломляют свет и хорошо видны в световом микроскопе. Как правило внутри бакт. Клетки образуется всего 1 спора. Однако у отдельных видов Clostridium и других родов бактерий обнаружены клетки с 2 и более спорами. При формировании спор увеличение числа организмов не происходит, поэтому это нельзя считать размножением. Обычно споры появляются, когда бактерии испытывают недостаток пит. Веществ. Споры представляют собой стадию покоя и приспособлены для выживания в неблагоприятных условиях.

Процесс спорообразования

Можно разделить на 6-7 стадий

1. Репликация ДНК с образованием 2 и более нуклеотидов,локазующихся в виде осевого тяжа вдоль бакт. Клетки

2. Отделение 1 хромосомы от осевого тяжа ДНК и перемещение к полюсу клетки. Меньшая часть цитоплазмы с закл. в нее хромосомой отделяется от остальной цитоплазмы цитоплазматической мембраной, которая врастает также, как при клеточном делении. Возникают 2 неравные клетки. Клеточная стенка участия не принимает. Между 2 и 3 стадией происходит обрастание малой клетки с хромосомой с цитоплазматической мембраной большой клетки. Образуется круглая проспора.окруженная 2 мембранами.

3. Отделение проспоры от мембраны большой клетки.Проспора окружена цитоплазмой, она может оставаться у полюса бакт. Клетки либо переходить к центру.В течение стадии в проспору поступают из материнской клетки ряд аминокислот, дипиколиновая к-та и ионы кальция. Затем внутри проспоры образуется комплекс Са с дипиколиновой к-той

4. Между 2 мембранами проспоры образуется толстый слой коры(кортекса) состоящей из прочно соединенных молекул пептидокликана. Обычно синтез кортекса продолжается до самого созревания споры. Наблюдается усиление способности проспоры к светопреломлению, что связано с обогащением комплексом ДПК- Са

5. Формирование к перифирии от наружной мембраны проспоры споровых покровов из нескольких слоев, главным образом белков с высоким содержанием цистеина и гидрофобных аминокислот. Продолжается накопление в споре ДПК и кальция

6. Заканчивается формирование всех структур споры, она приобретает термоустойчивость. Диаметр споры = примерно диаметру клетки в котрой спора образовалась

7. В ряде случаев выделяют 7 стадию во время котрой происходит лизис(разрушение) материнской клетки, спора выходит в окр. Среду. В сердцевине зрелой споры содержатся белки и нуклеиновые к-ты, а также ДПК и др. низкомолекулярные соединения. Спора содержит хромосому, обычные рибосомы и различные ферменты. Большое значение в обеспечении термоустойчивости спор придается ДПК-Са

СВОЙСТВА СПОР

Споры сохраняют в условиях,когда погибают не спорообразующие клетки.

Переносят высушивание, многие споры нельзя убить даже продолжительным кипячением. Для их уничтожения требуется температура пара 120С ПРИ ДАВЛЕНИИ 1 атм, поддерживаемые в течение 20 мин. В сухом состоянии споры погибают при 150-160С в течение нескольких часов

Способны выдерживать воздействие низких температур,радиации, давления, ферментов, антибиотиков.

Могут длительное время находится в состоянии покоя. Ангийский микробиолог П. Снис нащел жизнеспособные споры бактерий в комочках почвы, приставших к корням растений гербария, хранившегося около 320 лет

ДРУГИЕПОКОЯЩИЕСЯ ФОРМЫ

Цисты, характерны для азотобактера, спирохет, миксобактерий, риккетсий, метилтрофных бактерий и бактерий рода Bdellovibrio.Зрелые цисты представляют собой окгруглые светопреломляющие образования, имеющие сердцевину- цитоплазму с нуклеотидом и гранулами В-гидроксимасляной к-ты.

Экзоспоры- образуются у некотрых почкующихся фотосинтезирующих и метанолокисляющих бактерий. Обладают большей устойчивостью, чем вегетативные клетки, к высушиванию, УФ – излучению, высокой температуре