Материал: Физиология бактерий

Тест на сероводород

11

Рисунок 11 – Тест на сероводород: а – положительный тест; б – контроль.

Выявление сероводорода у представителей семейства энтеробактерий проводят на дифференциально-диагностических средах Клиглера или Олькеницкого. Положительный результат проявляется образованием преципитата черного цвета в результате восстановления сульфатов в сульфиты (рисунок 12).

а б Рисунок 12 – Рост энтеробактерий на средах Клиглера (а) и Олькеницкого (б).

Черный цвет среды указывает на образование сероводорода.

Индикатором на аммиак (продукт разложения фенилаланина) является лакмусовая полоска бумаги. При наличии аммиака красная лакмусовая бумажка приобретает синий цвет.

Лиазы – это ферменты, которые катализируют отщепление от субстратов определенных химических групп с образованием двойных связей или присоединение отдельных групп (например, аминогрупп, альдегидных групп) по месту двойных связей без участия воды (декарбоксилазы, дезаминазы). В частности, выявление декарбоксилаз проводится на питательных средах с добавлением соответствующей аминокислоты (например, лизиндекарбоксилазу определяют на среде с лизином).

Изомеразы – это ферменты, производящие глубокие внутримолекулярные перестройки, то есть превращение органических соединений в их изомеры (изомеразы, трансферазы, топоизомеразы). В лабораторной практике эти ферменты не выявляют.

Лигазы (синтетазы) – это ферменты, которые катализируют синтез сложных органических веществ (сшивание, лигирование) из простых соединений с одновременным разрывом фосфатных связей (аспарагинсинтетаза, кокарбоксилазы).

У патогенных бактерий часть экзоферментов называется ферментами агрессии. Эти экзоферменты способствуют проникновению и распространению

12

бактерий в тканях макроорганизма, а также ослабляют его защитные силы. К ферментам агрессии относятся гиалуронидаза, коллагеназа, лецитиназа, ДНКаза, лейкоцидин, гемолизин, плазмокоагулаза, фибринолизин, нейраминидаза, протеаза и др.

В лабораторных условиях определяют такие ферменты патогенности бактерий как гемолизин, лецитиназу, ДНКазу, плазмокоагулазу и фибринолизин.

Гемолизин вызывает гемолиз эритроцитов. Присутствие гемолизина можно установить на кровяном агаре по образованию зоны просветления (зоны гемолиза) вокруг колоний (рисунок 13).

Рисунок 13 – Гемолиз эритроцитов на кровяном агаре.

Лецитиназа расщепляет лецитины на фосфохолины и нерастворимые в воде диглицериды. На желточном агаре действие этого фермента проявляется в виде опалесцирующей зоны (радужного венчика) вокруг колоний (рисунок 14).

Рисунок 14 – Выявление лецитиназы на желточном агаре.

ДНКаза катализирует гидролитическое расщепление полинуклеотидной цепи ДНК с образованием отдельных нуклеотидов и олигонуклеотидов. Для выявления ДНК-азы используют агар, содержащий водный раствор ДНК и раствор кальция хлорида. После выращивания культуры на чашки наносят раствор соляной кислоты. Положительная реакция проявляется прозрачной зоной деполимеризованной ДНК вокруг колоний на мутном фоне, образованном в результате взаимодействия ДНК с соляной кислотой (рисунок 15).

13

а б Рисунок 15 – Выявление ДНКазы стафилококков: а – положительная реакция, б –

отрицательная реакция..

Плазмокоагулаза вызывает коагуляцию плазмы крови (образование сгустка). Фибринолизин лизирует фибриновые сгустки. Присутствие плазмокоагулазы и фибринолизина определяется с помощью одного теста. В пробирку с плазмой вносят исследуемую культуру. При наличии плазмокоагулазы через 3-4 часа при комнатной температуре образуется сгусток. При дальнейшем культивировании при температуре 36ОС в случае синтеза фибринолизина сгусток разжижается (рисунок 16).

Рисунок 16 – Коагуляция плазмы крови (верхняя пробирка) и разжижение сгустка (нижняя пробирка).

Такие ферменты патогенности как нейраминидаза, гиалуронидаза, коллагеназа в лабораторных условиях в повседневной практике не определяются.

Механизмы транспорта веществ внутрь бактериальной клетки

Поступление питательных веществ внутрь бактериальной клетки происходит разными способами. Различают следующие типы переноса питательных веществ из внешней среды в бактериальную клетку:

1.Пассивный перенос (по градиенту концентрации без затрат энергии): - простая диффузия; - облегченная диффузия.

2.Активный перенос (против градиента концентрации с затратой энергии с помощью пермеаз):

14

-активный транспорт;

-транслокация радикалов.

Простая диффузия (осмос) – это поступление питательных веществ из окружающей среды через клеточную стенку и цитоплазматическую мембрану в результате разницы концентраций питательных веществ в теле бактериальной клетки и в питательной среде (по градиенту концентрации). При этом концентрация вещества вне клетки выше, чем внутри клетки. Переносимое вещество не взаимодействует с компонентами клеточной мембраны. Процесс осуществляется без затрат энергии. Посредством пассивной диффузии в клетку поступают газы, вода и некоторые ионы, например, ионы натрия (рисунок 17).

Рисунок 17 – Схема простой диффузии.

Облегченная диффузия – это транспорт веществ через клеточную мембрану с помощью белка-переносчика (паромщика) - транслоказы. При этом концентрация вещества в среде превышает его концентрацию в клетке, то есть перенос осуществляется по градиенту концентрации. Процесс идет без затрат энергии. Для микробов примером облегченной диффузии является перенос глицерина (рисунок

18).

Рисунок 18 – Схема облегченной диффузии.

15

Активный транспорт осуществляется также с помощью белковпереносчиков – пермеаз (лат. permeo – прохожу, проникаю), но с затратой энергии. Энергия необходима для модификации белка-переносчика на внутренней стороне мембраны. Активный транспорт направлен против градиента концентрации и позволяет создать значительную концентрацию вещества внутри клетки при его небольшом количестве в питательной среде. Пермеаза на внешней стороне цитоплазматической мембраны связывается специфически с молекулой субстрата и с помощью АТФ транспортирует ее к внутренней стороне мембраны. На внутренней поверхности мембраны пермеаза высвобождает субстрат в цитоплазму. С помощью активного транспорта в бактериальную клетку поступает основное количество питательных веществ в виде небольших молекул - аминокислоты, некоторые сахара, органические кислоты (рисунок 19).

Рисунок 19 – Схема активного транспорта.

Транслокация радикалов также осуществляется с помощью пермеаз и с затратой энергии. При этом в процессе переноса происходит химическая модификация переносимого вещества. Этим способом переносятся пурины, пиримидины, некоторые сахара (рисунок 20).

+Е

Рисунок 20 – Схема транслокации радикалов.