Молекулярная структура жгутика у бактерий PDF Печать E-mail

Упомянутый выше метод выделения интактных жгутиков обеспечил возможность не только изучить их морфологически, но также исслдцовать химическую структуру, что необходимо для лучшего понимания всей сложности механизма функционирования этих органелл и регуляторных процессов в них.
С химической точки зрения филамент жгутика построен из идентичных субъединиц, состоящих из единственного белка — флагеллина; этот белок легко отделить от структуры базальное тело — крюк, снизив рН или повысив температуру среды с интактными жгутиками до 60°С.

Флагеллиновые субъединицы способны ассоциировать in vitro с образованием филаментов, весьма сходных с теми, которые наблюдаются in vivo. Химическая структура флагеллина специфична для каждого штамма бактерий, и антитела, выработанные против одного бактериального штамма, не дают реакции преципитации с флагеллином из других штаммов; это позволяет использовать антигенные свойства жгутиков для классификации бактерий. Чтобы понять, как связаны молекулярное строение, форма и антигенные свойства жгутика, определили аминокислотную последовательность флагеллинов из некоторых бактерий; однако эти исследования пока не решили эту проблему. Как и предполагали, молекулярная масса флагеллиновых субъединиц у разных бактерий различна; так у Е. соli она равна 54 000 и не превышает 40000 у некоторых других видов. Методом оптической дифракции на электронно-микроскопических негативах показано, что жгутик представляет собой полый цилиндр; стенка цилиндра образована одиннадцатью продольными рядами флагеллиновых субъединиц. Каждая субъединица смещена в своем ряду на некоторый угол относительно продольной оси, благодаря чему возникает та или иная спиральная структура (волнообразная форма) жгутика; величины этих углов могут быть различны в спиральных структурах различных типов.

Биохимические исследования области крюка и базального тела вначале осложнялись тем, что эти структуры составляют только около 2% массы интактного жгутика, из-за чего было трудно набрать достаточное для работы количество материала. Затем, однако, у Е. соli, а также у Salmonella были обнаружены два типа мутантных штаммов, из которых у одного интактные базальные структуры не имели филаментов, а у другого ненормально увеличенные поликрюковые структуры содержали значительное количество белка. В первом случае базальные тела можно получить из изолированных мембран, просто лизируя их детергентом, а во втором случае поликрюковые структуры легко отделить от клеток и очистить. Методом электрофореза в полиакриламидном геле в присутствии додецилсульфата натрия этот материал можно разделить на полипептиды и исследовать их далее по отдельности. Как показали такие исследования, крюк построен, по-видимому, из одинаковых субъединиц, содержащих только один полипептид; у Е. соli и Salmonella субъединицы имеют одинаковую мол. массу — 42 000, а у В. subtilis — 30 000.

Базальное тело, как можно предполагать, судя по его ультраструктуре, и в химическом отношении устроено значительно более сложно. У Е. соli в базальном теле обнаружены по меньшей мере 9 различных полипептидов с мол. массами от 9000 до 60000; кроме того, еще 3 более слабо связанных компонента, по-видимому, теряются в процессе очистки. Базальные структуры грамположительных бактерий изучены гораздо хуже, однако можно предполагать, что они устроены не так сложно.

Интересные статьи по биологии:

1) Строение грибов, парамеция и водорослей

2) Гены и хромосомы