16.11.2018
03.11.2018
03.11.2018
01.11.2018
31.10.2018
31.10.2018
27.10.2018
27.10.2018
12.10.2018
12.10.2018
Значение кристаллического белка для бактерий
 20.06.2014

Кристалл является постоянным признаком В. thuringiensis и играет важную роль в его патогенности. Даже если некоторые изоляты этого вида культивировались на искусственных средах более 50 лет, они все еще образовывали токсические кристаллы. Как используется это тельце организмом, если он развивается сапрофитически? На этот вопрос трудно дать ответ. Хеймпел и Ангус предположили, что кристалл является хранилищем нежелательных метаболитов. Это предположение весьма маловероятно, но проверить его трудно. Скорее можно предполагать, что кристалл возникает в результате какого-то нерегулируемого или плохо регулируемого биохимического процесса в клетке. Однако такое предположение затрудняет понимание эволюционного значения кристалла в деятельности бактерии как патогена насекомых.
Сомервилл и др. накопили много данных, подтверждающих предположение, что кристалл образуется в результате перепроизводства белка в оболочке споры. Они доказали наличие иммунологического сходства между кристаллическим белком и этой фракцией споры. Когда антисыворотка к растворенным кристаллам реагировала с фракцией споры, появлялись четыре линии преципитации, из которых две были общими для белка оболочки споры и для кристаллического белка. Идентичные линии преципитации представляли второстепенные антигены кристалла. Однако фракция спор, экстрагированная мочевиной и β-меркаптоэтанолом, имела ту же изоэлектрическую точку, такую же осаждаемость катионами и такой же аминокислотный состав, как и кристаллический белок. Пептидные карты, полученные при трипсиновом гидролизе обоих белков, были сходными, как и характер дискового электрофореза. Однако опубликованные результаты не вполне подкрепляют сделанные выводы. Хотя пептидные карты и имели сходство, но при электрофорезе для их получения материал, остающийся около исходной точки, может представлять другую фракцию споры. Кроме того, при дисковом электрофорезе на поверхности геля остается материал, который не включается в гель при pH 9,5. При pH 12 полосы белка споры и кристаллического белка движутся непосредственно за солевым фронтом, что указывает на высокий заряд и низкий молекулярный вес. Этим методом нельзя разделить сравнительно мало различающиеся белки, особенно белки с высоким зарядом при этом pH (показатель ионизации белков рI = 4,4—4,6). Нет данных о токсичности споровой фракции для гусениц бабочек — конечном испытании сходства.
Кинетика синтеза антигенов кристалла была рассмотрена ранее. Лекадэ доказала, что синтез ряда антигенов кристалла В. thuringiensis происходил неодновременно. Один был синтезирован на первом этапе споруляции, после образования перегородок, но до того, как кристалл стал видимым. Аронсон и Фитц-Джеймс установили, что предшественник белка оболочки споры синтезировался во время развития предепоры, т. е. примерно в то же время, что и «ранний» антиген кристалла, о котором сообщала Лекадэ. Позднее этот белок споры путем сульфгидрильного обмена включал цистеин и становился значительно менее растворимым: для его растворения требовалось применение денатурирующего агента, например додецилсульфата натрия. Кукси полагает, что эта вторая споровая фракция имелась в растворимой фракции споры Сомервилла и др. Возможно, что удалось бы установить более тесную гомологию между более растворимой фракцией белка оболочки споры и кристаллическим белком, если бы препарат разрушенных спор экстрагировали буферным тиогликолятом натрия при pH 10,5, т. е. реактивом, который Аронсон и Фитц-Джеймс использовали для растворения более растворимой части оболочки споры. Поэтому можно думать, что по меньшей мере один антиген (или полипептидная цепь) кристалла сходен с предшественником белка оболочки споры. Другие антигены (или полипептидные цепи) пока в значительной мере не изучены.
Недавно Бенкс и др. высказали предположение, что у Penicillium sp. синтез пенициллина не происходит, если в клетке нет генома вируса. Синтез токсина дифтерии связан с заражением бактериальной клетки бактериофагом. He может ли быть аналогичного положения у В. thuringiensis? Может быть, кристалл возникает в результате сокристаллизации нерегулируемого белка споры и белка дегенерировавшего бактериофага? Были выделены умеренные фаги к В. thuringiensis. Кроме того, Айзава и Фуджиоши сообщали о возможном превращении фагов, усиливающем патогенность отдельных штаммов В. thuringiensis. Если бы в клетках В. thuringiensis происходило превращение фагов, то организм, из которого был удален геном фага, был бы очень сходен с В. cereus. Удаление или инактивация генома фага может дать возможность формирования белка, связанного со спорой, из которого возникает дегенерирующий белковый кристалл, токсичный или нетоксичный. Эта область молекулярной биологии заслуживает гораздо более серьезного изучения.