27. Ферменты бактерий: основные группы, примеры. Методы изучения ферментов для идентефикации

Ферментный состав МО определяется его геномом и является стабильным признаком, поэтому определение сахаролитических и протеолитических свойств является дифференциально-диагностическим.

По локализации:

- экзоферменты (во внешнюю среду)

- эндоферменты (в ЦП или ЦПМ)

Функциональное назначение экзоферментов связано с расщеплением макромолекул в окружающей среде.

Конститутивные ферменты — постоянно синтезируются в микробной клетке

Индуцибельные — их концентрация возрастает в зависимости от наличия соответствующего субстрата.

• В микробной клетке ферменты катализируют многочисленные процессы биосинтеза клеточ­ных структур и получения энергии. У бактерий обнаруживаются основные группы ферментов:

• Оксидоредуктазы – катализируют реакции окисления-восстановления.

• Трансферазы – катализируют реакции переноса различных групп от донора к акцептору.

• Гидролазы – катализируют разрыв связей в субстратах с присоединением воды.

• Лиазы – катализируют реакции разрыва связей в субстрате без присоединения воды или окисления.

• Изомеразы – катализируют превращения в пределах одной молекулы (внутримолекулярные перестройки).

• Лигазы (синтетазы) – катализируют присоединение двух молекул с использованием энергии фосфатных связей:

Часть из них (экзоферменты) выделяется наружу, осуществляя внеклеточные реакции: расщепление макромолекул пита­тельных веществ до простых соединений, разрушение антибиотиков (например, бета- лактамаза инактивирует пенициллин) и др. Эндоферменты катализируют реакции внутри клетки: располо¬женные в цитоплазматической мембране пермеазы переносят питательные вещества в клетку, оксидоредуктазы обеспечивают получение энергии и т.д. Кроме того, болезнетворные бактерии мо¬гут обладать ферментами, выполняющими функцию факторов патогенности. Например, гиалуронидаза расщепляет основное вещество соединительной ткани, фибринолизин участвует в растворении кровяных сгустков, что способствует распространению возбудителя в организме.

Ферменты обладают высокой специфичностью и многообразием у микробов. По индивидуальному набору ферментов (биохимическим свойствам) часто определяют вид микроба. Наибольшее значение при идентификации бактерий имеет определение сахаролитических и потеолитических свойств. При этом изучаемый микроорганизм помещают в питательную среду, содержащую субстрат (углевод или белок) и индикатор. О наличии фермента судят по изменению цвета индикатора, который реагирует на продукты разложения субстрата.

Микробные ферменты широко используют в биотехнологии и медицине. С их помощью осу¬ществляют генноинженерные исследования, получают биологически активные вещества, вакцины, сыворотки. В медицине, например, для улучшения пищеварения применяют амилазу и диастазу из аспергиллов, для заживления ран (ожогов) - коллагеназу из клостридий.

28. Пигменты бактерий — основные группы. Роль и использование в идентификации

1) Жирорастворимые каротиноидные пигменты (красный, оранжевый, желтый) — защищают от УФ

2) Нерастворимые меланины (черный и коричневый)

3) Пирроловые (ярко-красные)

4) Водорастворимые фенозиновые (сине-зеленый)

Цвет пигмента используется как тест для идентификации пигментобразующих бактерий.

Свечение продуктов, вызванное бактериями, свидетельствует об отсутствии в них процессов гниения.

Пигменты, растворимые в воде, диффундируют в питатель­ную среду и окрашивают её. Дру­гая группа пигментов нерастворима в воде, но растворима в орга­нических растворителях. И, нако­нец, существуют пигменты, не растворимые ни в воде, ни в органических соединениях.

Наиболее распространены среди микроорганизмов такие пиг­менты, как каротины, ксантофиллы и меланины. Меланины яв­ляются нерастворимыми пигментами черного, коричневого или красного цвета, синтезирующимися из фенольных соединений. Меланины наряду с каталазой, супероксидцисмутазой и пероксидазами защищают микроорганизмы от воздействия токсичных перекисных радикалов кислорода. Многие пигменты обладают ан­тимикробным, антибиотикоподобным действием.