РОЗДІЛ 2. ОБ’ЄКТИ І МЕТОДИ ДОСЛІДЖЕНЬ
2.1. Компоненти суспензій.
2.1.1. Модельні клітини.
В якості модельних клітинних суспензій використовували водні суспензії
дріжджових клітин Saccharomyces cerevisiae, клітини яких мають високу
кріостійкість [131]. Дріжджові клітини виявилися також досить стійкими і до
присутності в водних суспензіях високодисперсного кремнезему, який має
виражений антимікробний ефект [132].
У групу дріжджів об’єднують одноклітинні гриби, які не утворюють істинного
міцелію. Хлібопекарські дріжджі Saccharomyces cerevisiae належать до родини
Saccharomycetaceae, що об’єднує дріжджові організми, які розмножуються
брунькуванням, а також спороутворенням у несприятливих умовах [133].
Клітини Saccharomyces cerevisiae мають округлу, яйцеподібну чи еліпсоїдну
форму; розмір їх коливається від 2,5 до 10 мкм в ширину і від 4,5 до 21 мкм в
довжину, у залежності від виду і штаму мікроорганізмів [134]. Дріжджі є
еукаріотичними організмами, у яких тіло клітин, на відміну від клітин
прокаріот, диференційоване на цитоплазму і відмежоване мембраною ядро.
Генетичний матеріал ядра організований у хромосоми, здатні до подвоєння і
розподілу шляхом мітозу між дочірніми клітинами. Цитоплазма еукаріот, на
відміну від цитоплазми прокаріот, має складну систему мембран, які формують
ендоплазматичну сітку, комплекс Гольджі, мітохондрії та інші органели [135].
Зовні дріжджова клітина оточена клітинною стінкою (оболонкою), яка являє собою
щільну, міцну і еластичну структуру, здатну забезпечувати сталість форми
клітини і витримувати значний осмотичний тиск. Внутрішньоклітинний осмотичний
тиск може досягати 2 МПа [136]. Таким чином, дріжджова клітина мало чим
відрізняється за складністю організації від клітин вищих рослин, які не містять
хлорофілу.
На рис. 5 представлена схема, що показує будову дріжджової клітинної стінки
[137].
Рис. 5. Схема будови оболонки дріжджової клітини [137].
Таким чином, клітинні стінки дріжджів містять глюкан, маннан, білок, фосфати,
ліпіди, а також глюкозамін, частина якого знаходиться у формі хітину.
Локалізується хітин, очевидно, в брунькових рубцях, проте точно невідомо, чи у
вигляді комплексу з глюканом чи маннаном. Вважають, що роль фосфатів
зовнішнього шару клітинних стінок полягає в забезпеченні достатнього
електричного заряду клітини для притягування Са2+ і подальшому його залученні у
сполуку хелатного типу. Імовірно, карбоксильні групи, що утворюють поверхневий
заряд клітин, є частиною білків, які входять до складу маннан-білкового
комплексу [137].
Ряд робіт присвячено дослідженню поверхневих властивостей дріжджових клітин,
таких як хімічний склад, ізоелектрична точка, гідрофобність тощо.
На рис. 6 наведена залежність від рН електрофоретичної рухливості клітин
Saccharomyces cerevisiae, вирощених на різних поживних середовищах [138]: М, що
містило 200 г/л меласи (еквівалент 100-110 г/л
цукрози, 2 г/л (NH4)2SO4, 1 г/л MgSO4 7 H2O і різні концентрації (0, 0.01, 0.1,
1 г/л) KH2PO4, рН доводили H2SO4 до 4.5-5.0; і G-YE, що містило 100 г/л
глюкози, 0.1 чи 5.0 г/л дріжджового екстракту, 4 г/л (NH4)2SO4, 2.5 г/л MgSO4 7
H2O, 1 г/л KH2PO4, рН не доводили. Всі криві мають спільну тенденцію: зі
збільшенням рН потенціал стає більш негативним. Проте
Рис. 6. Електрофоретична рухливість клітин, вирощених на різних поживних
середовищах (М-0, М-0.01, М-0.1, М-1, G-YE-0.1, G-YE-5), як функція рН. Виміри
проводили в 1мМ KNO3 [138] (позначено інтервали, в яких імовірність знаходження
вимірюваного значення становить 95 %).
профіль кожної кривої є різним у залежності від складу середовища, на якому
росли клітини, і ізоелектрична точка зміщується в бік більш високих значень рН
зі зниженням концентрації фосфату в середовищі. Доступність для клітин фосфату
сильно впливає на його концентрацію на клітинній поверхні. Показано, що
ізоелектрична точка знижується зі збільшенням співвідношення атомних
концентрацій Р/С на клітинній поверхні [138]. Така ж тенденція відмічена і в
інших роботах для дріжджових клітин різних штамів. Оскільки штами Saccharomyces
cerevisiae з низьким вмістом фосфату в клітинній стінці мають високі негативні
значення електрофоретичної рухливості при рН 7, очевидно, що інші поверхневі
групи також роблять внесок до поверхневих електричних властивостей клітин.
Окрім фосфатних груп фосфоманнану, карбоксильні і протоновані аміногрупи білків
також повинні враховуватися [139].
Завдяки наявності пор оболонка має вибіркову проникність, що забезпечує
транспорт поживних речовин у клітину і видалення з неї продуктів обміну.
Частина білку, що міститься в оболонці, представляє собою зв’язані з нею
ферменти (в-фруктофуранозидаза, лужна фосфатаза, ліпаза та інші гідролази),
завдяки яким проникнення певних речовин через клітинну стінку може
прискорюватися [136]. Фосфатаза, що знаходиться на поверхні оболонки, сприяє
проникненню в клітину фосфатів і глюкози. Інвертаза, що знаходиться також на
поверхні оболонки, розкладає сахарозу на моноцукри, після чого вони проникають
у клітину. Завдяки ферментативній природі частини білку, що міститься в
клітинній стінці, через пори проникають не лише речовини з невеликою молекулою,
а речовини, необхідні клітині, незалежно від будови і величини їх молекул
[140].
У процесі аеробного росту при низькому вмісті глюкози дріжджі утилізують її,
утворюючи вуглекислий газ і воду. При вирощуванні дріжджової культури в
анаеробних умовах глюкоза перетворюється в піруват, який не може вступати до
циклу трикарбонових кислот, і NАDH2, утворений у процесі гліколізу, не
окислюєть
- Київ+380960830922