close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

294

код для вставкиСкачать
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
ч
4
/
w
•
,
'
•
•
•
"
•' ЛфСКОВСКИИ ОРДЕНА ЛЕНИНА И ОРДЕНА ТРУДОВОГО
КРАСНОГО ЗНАЛ\ЕНИ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ
х
?
имени М. В. ЛОМОНОСОВА
На правах рукописи.
Г. М. ЗЕНОВА
М Е Л А Н О И Д Н Ы Е ПИГМЕНТЫ
ПОЧВЕННЫХ АКТИНОМИЦЁТОВ
Автореферат на соискание ученой степени кандидата
биологических наук
Научный руководитель — член-корр. АН СССР, профессор
Н. А. КРАСИЛЬНИКОВ
па — 1966 г.
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
л \t-\ bt-Vi О JUJJJI V\ -U
>.f
z
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
ЛЮСКОВСКИИ ОРДЕНА ЛЕНИНА И ОРДЕНА ТРУДОВОГО
КРАСНОГО ЗНАМЕНИ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ
имени М. В. ЛОМОНОСОВА
Н а п р а в а х .рукописи.
.Т. М. ЗЕНОВА
4
'•
•
'
. '
л
. МЁЛАНОИДНЫЁ
ПИГМЕНТЫ
ПОЧВЕННЫХ
АКТИНОМИЦЕТОВ
Автореферат на соискание ученой степени кандидата
биологических наук
Научный рукоь2' 1Нтел ь — член-корр. АН СССР,' профессор
- "НГА>КРАЯИЛЬНИК0В
;ИЛ сЕовЫ1.8о г д.Л«й«С:«ы«з.
Москва — 1966 г.
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Работа выполнена на кафедре биологии почв биологопочвенного факультета Московского государственного уни­
верситета.
Защита состоится в
1966 г. на биолого-почвенном
факультете Московского государственного университета им.
М. В. Ломоносова.
Адрес: Москва, Ленинские горы, биолого-лочвенныи
МГУ. .
ф-г
С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке биолого-почвенного факультета МГУ.
Автореферат разослан
l'Jori
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Меланоидные пигменты актиномицетов стали предметом
изучения с того времени, как Бейеринк (Beijerinck, 1900)
впервые выделил из почвы бурый актиномицет и высказал
предположение, что хромогениое вещество, окрашивающее
среду, хиноидной природы.
Объяснению природы бурых и черно-коричневых пигмен­
тов актиномицетов и других микроорганизмов во многом спо­
собствовали работы Рапера (Raper, 1926, 1927, 1928, 1938) и
Мазона (Mason, 1948, 1949, 1953, 1955, 1959), раскрывающие
картину биосинтеза синтетического дигидрооксифенилаланинмеланина (дофа-меланина).
Сравнение свойств черно-коричневых пигментов, выделяе<
мых микроорганизмами, со свойствами синтетических и при­
родных (животных) меланинов показало, что эти пигменты
носят меланоидный характер и образуются, вероятно, такими
же'путями, как и синтетические (дофа- и тирозин-меланины),
и животные меланины.
•
Большинство исследователей занималось изучением акти­
номицетов, образующих пигмент только на белковых средах
или на белковых и синтетических при добавлении в них тиро­
зина. Однако, в почтах широко распространены. хромогеиные актиномицеты, образующие бурое вещество на сре­
дах без тирозина и пептона. Поэтому нам представляется
интересным исследовать актиномицеты, способные образовы­
вать бурые пигменты на белковых и синтетических средах н
изучить свойстаза этих пигментов.
Возможное участие хромогенного вещества бурых акти­
номицетов в образовании гумуса в почве предполагал Бейе­
ринк. Многочисленные исследования последних.лет советских
и зарубежных ученых подтвердили это предположение (Ко­
нонова, 1963, Александрова, 1962, Kiister, 1963). '.
Свойства меланоидных пигментов, их элементарный состав
напоминает свойства и состав гумшговых кислот в ранней ста­
дии их образования. Ферменты фенолазы, принимающие уча­
стие в образовании гуминовых кислот, играют главную роль
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
и в синтезе мелаиюидных пигментов грибов и актиномицетов(Kuster, 1963, Zavada;'19G3):~
'
Изучение свойств меланоидных пигментов актиномнцетов, выяснение роли фенолаз в синтезе этих пигментов помо­
жет 'выяснить вопрос о том, какое участие меланоидные пиг­
менты принимают в образовании гумуса в почве.
Целью нашей работы явилось изучение свойств меланоид­
ных пигментов 2-х групп актиномицетов. Штаммы 1-й группы,
изученной нами," являются хромогенными актиномицетами и
образуют меланоидные пигменты на синтетических и белко­
вых средах. Актиномицеты 2-й группы образуют меланоидные
пигменты только на белковых средах.
МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЯ
Бурые актиномицеты выделяли из почв горных районов
Памира и Тянь-Шаня.
Для выделения хромогенных,актиномицетов из почвы при­
меняли метод разведения почвенной болтушки и высева из
несла среду Чапека с сахарозой и крахмало-аммиачный агар.
Инкубация проводилась при 28°С. Хромогенные актиномице­
ты учитывались и выделялись в чистые культуры на 7—10-е
сутки после высева из иочвы. Выделение в чистые культуры и
дальнейшее культивирование проводилось на'среде Чапека с
глюкозой и среде с соевой мукой.
/
Морфологические, культуральные и физиологические свой­
ства актиномицетов изучались общепринятыми методами. .
• Способность бурых актиномицетов расти на различных, ис­
точниках углерода изучалась на среде Придгэма (Pridham
a: Gottlieb, 1948). Потребность в источниках азота изучалась
на среде Чапека-с глюкозой. Из нее исключался NaN0 3 и.
вместо него добавлялся тот или иной источник азотного пита­
ния из расчета 28 мг азота на 100 мл. В качестве посевного
материала в этих опытах служила водная суспензия спор.
Способность бурых актиномицетов вырабатывать внекле­
точные ферменты тирозиназу и лакказу проверялась методом
Бавендама, усовершенствованным Кюстером (Kfister, 1953).
Антагонистические свойства актиномицетов изучались ме­
тодом агаровых, блочков.
. Изучение влияния источников углеродного и азотного пи­
тания на образование меланоидных пигментов актиномицетовпроводилось на синтетической среде Чапека. В качестве по4
ч ,
•
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
еевного материала в этих опытах служила водная суспензия
спор.
. ' . ' • ' . ' > . Интенсивность образования пигментов . актиномицетама
при использовании ими различных источников углеродного
п азотного питания определялась визуально и по изменению
экстинции культуралыгой жидкости актиномицетов на фотоэлектрокалориметре ФЭК-52 оо светофильтром № 4.
Для изучения влияния температуры на образование мелалоидных пигме}1Тов актиномицетов культуры выращивались
при 20°С, 28°С, 37°С и 42°С в течение 21 дня. Влияние аэрации
на образование^ меланондных пигментов актиномицетов изу­
чалось в жидкой синтетической среде Чапека с глицерином
в покое и при постоянном качании. 180 об/мин.в эрленмейеровских колбах (на 250 мл) с различным объемом среды (100 мл,
50 мл, 25 мл, 12 мл). Посев производился водной суспензией
спор актиномицетов.
Мелапоидные пигменты актиномицетов извлекались из
культур ал ьной жидкости экстракцией бутанолом (рН 4). Бутанол упаривался в вакууме досуха. Сухой остаток пигмента
растворялся в метаноле. Полученные таким образом сырцы
попользовались в дальнейшей работе.. . . .
Для изучения растворимости меланондных пигментов ^ак­
тиномицетов проводили экстракцию их из агаризованных
синтетической (Чапека с глицерином) и. белковой . (среда с
пептоном) сред различными органическими растворителями.
Физико-химические характеристики меланондных пигмен­
тов составляли по спектральным свойствам пигментов (спект­
ры поглощения в области длин волн от 220 до 700 ммк.сни­
мались на спектрофотометреСФ-4), по разделению пигментов
на составляющие,их фракции (с помощью метода распреде­
лительной фроматографии на бумаге и на колонке, заполнен­
ной молотым гипсом в различных системах растворителей),
но свойствам отдельных фракций пигментов.
Антимикробные свойства пигментов изучались с помощью
наложения на газон тест-микроба полос хроматографической
бумаги с пигментом.
РЕЗУЛЬТАТЫ
ИССЛЕДОВАНИЯ
'
Из коллекции штаммов бурых' актиномицетов, выделен­
ных из почв Памира н Тянь-Шаня, мы отобрали 13 штаммов,
интенсивно, окрашивающих синтетическиеи. белковые среды
л бурый цвет. 'Все эти 13 штаммов хромогенных актиноми5
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
цетов составили первую — хромогенную — группу актиноми­
цетов, изученных нами. Были изучены культуральные. MODCOлогические и антагонистические свойства актиномицетов L
группы и свойства бурых пигментов, выделяемых ими в
среды.
Свойства .меланоидных пигментов актиномицетов 1 груп-:
пы, образующих пигменты на синтетических и белковых сре­
дах, сравнивались со свойствами пигментов, образуемых
только на белковых средах. Для этой цели нами изучалась
П-я группа актиномицетов, выделенных также из почв Пами­
ра. Актппомицеты II группы образовали меланоидные пиг­
менты только на белковых средах.
БИОЛОГИЯАКТИНОМИЦЕТОВ1 ГРУППЫ
По культур ал иным, морфологическим и антагонистиче­
ским свойствам актппомицеты I группы разделены на четыресамостоятельные подгруппы. Актппомицеты всех четырех
подгрупп обладают одним общим свойством — они образуют
растворимые меланоидные 'пигменты па белковых и синтети­
ческих средах.
Культуры 1 подгруппы. В эту подгруппу объединены
восемь штаммов 1 (хромогенной) группы - актиномицетов
(штаммы 19—41, 19—31, 19—14, 25—9, 25—26, 47—69, 47 —
110, 18). По морфологическим, культуральным, физиологиче­
ским и антагонистическим свойствам культуры 1 подгруппы на­
поминают вид Actinomyces cinnamonensis var. proteoliticu's,
отличаясь от негск интенсивной окраской .. 'синтетического
агара в бурый свет. Культуры I подгруппы близки также-.
к виду Act. lanatus, но отличаются от него тем, что не дейст­
вуют на грибы.
Четыре штамма 1 подгруппы (штаммы 47—69, 47—110,
25—26, 18) образуют меланоидный пигмент на среде Треснера и Данга, на среде с тирозином (Waksman, 1951) и на среде№ 8 (Waksman, 1961). Перечисленные штаммы способны вы­
рабатывать внеклеточные ферменты тирозииазу и лакказу.
Очевидно, они образуют меланоидный пигмент из тирозина за
счет тирозиназы или из фенолов за счет лакказы. Четыре дру­
гие штамма 1 подгруппы (штаммы 19—31, 19—41, 19—14,..
25—9) не образуют меланоидного пигмента на среде Треснера и Данга, иа среде с тирозином и на среде № 8 через 72 ча­
са после посева. Эти же штаммы не способны вырабатывать
тирозииазу. Они образуют лишь лакказу. Очевидно, их мелаС
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
ноидный пигмент возникает из фенолов за счёт окисления по­
следних лакказой. _• '.
• • .
.
Культура II подгруппы (штамм 47 — 63) отличается от
других актиномицетов 1 группы мутовчатым "ветвлением воз­
душного мицелия. Спороносцы прямые,, собраны по 4—5 в
каждой мутовке. Культура II подгруппы ближе всего подхо­
дит к виду Act. eurocidicus, отличаясь от пего более интен­
сивной окраской среды на синтетическом агаре. На среде
Треснера и Данга, среде с тирозином н среде № 8 штамм
47—63 образует меланопдный пигмент. Вырабатывает вне­
клеточный фермент тирознназу и лакказу, что свидетельст­
вует о том, что он может образовывать меланрпдный пигмент
и из тирозина, и из фенолов.
Культуры III подгруппы. В Зту подгруппу объединены
три штамма (24—76,,45—2, 50—52). Культуры III подгруп­
пы ближе всего подходят к виду Act. chromogenes, отлича­
ясь от него тем, что не действуют на грибы. Два штамма
III подгруппы 24—76 и 50—52 вырабатывают меланопдный
пигмент на среде Треснера и Данга, среде с тирозином и сре­
де № 8. Эти два штамма вырабатывают внеклеточные фер-'
менты тирознназу и лакказу и образуют меланопдный пиг­
мент, очевидно, из тирозина или из фенолов. Один штамм
.45—2 не.выделяет меланопдный пигмент в среду Треснера и
Данга, среду с тирозином и среду № 8. Штамм 45—2 не спо­
собен вырабатывать тирознназу и, очевидно, строит мелано­
пдный пигмент из фенолов за счет их окисления лакказой, по
не из тирозина.
Культура IV подгруппы (штамм 39—41). Штамм 39—41
отличается от других актиномицетов I группы даже по вне­
шнему виду. На синтетических и белковых средах он обра­
зует фиолетовые колонии, 'покрытые серым бархатистым воз­
душным мицелием.- В агаризованные среды выделяется сла­
бый буроватый растворимый пигмент. В жидких средах пиг­
мент имеет фиолетовый оттенок. Спороносцы спиральные,
спираль растянута, 3—6 завитков. Споры шаровидные н
овальные с гладкой оболочкой. По физиолого-биохимическим
свойствам похож на культуры III яодгруппы. Штамм 39—41
не образует меланоидного пигмента • на среде Треснера и
Данга, среде с тирозином и среде № 8. Он не способен вы­
рабатывать внеклеточный фермент тирознназу. Образует
лакказу и, очевидно, строит меланопдный пигмент из фено­
лов.
7
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Штамм угнетает рост грамположительных бактерии, не­
которых грибов, актнномицетов. Не действует на грамотрпцательные бактерии и дрожжи. Штамм 39—4Г слабо угне­
тает рост актнномицетов I и III подгруппы и не действует
угнетающе сам на себя и на культуру II /подгруппы 1
группы. Культура IV подгруппы не похожа 'не на один штамм
хромогенных актнномицетов, описанных в литературе.
МЕЛАНОИДНЫЕ
-
ПИГМЕНТЫ АКТИНОЛ\ИЦЕТОВ
1 ГРУППЫ
При изучении актнномицетов I группы нами было уста­
новлено, что они образуют меланоидные пигменты на синте­
тических и белковых средах. Наилучшей синтетической сре­
дой для образования бурых пигментов оказалась среда Ча­
пека с глицерином, наилучшей белковой — среда с пептоном
следующего состава: пептон-—10 г; NaCl — 5 т; крахмал —
10 г; дистилированная вода—-1 л (Zavada, 1963). Эти две
среды были выбраны нами для изучения влияния различных
условий выращивания и состава среды на пигментообразованис.
V .
УСЛОВИЯ
ОБРАЗОВАНИЯ
Влияние температуры. Оптимальная температура для ро­
ста бурых актнномицетов и образования ими меланоидиых
пигментов лежит в пределах 28°—30°С.
Влияние аэрации. Пигменты лучше всего образуются в
жидкой среде на качалке (180 об/мин). При выращивании в
жидкой среде в покое пигменты образуются медленно. На
агарпзоваиных средах пигмедтообразование хорошее.
Влияние различных источников углерода. Образованию
меланоидиых пигментов больше всего способствует глицерин,
мальтоза.
Пигменты различных подгрупп актнномицетов 1 группы
с различной интенсивностью образуются на разных источни­
ках углеродного питания (табл. 1).
8
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Таблице 1
Влияние источников углерода на количественное накопление меланоидных
пигментов в культуральных жидкостях актиномицетов 1 группы.
Количество пигментов дано в мг/мл на 21 сутки роста '
1
II
III ' /
и:
••
1
о. -
ггоза
• £ •
> —
-
2.3—9.8 0.8—9.8 0.8—9.3 1.0—12.8 0.8—7.6 0.8—5.0
2.3
1.7-7
/ 0
1—9.8
2.3
1-8.5
2.3
3.5-10
0
0
0.8-7.9 ' 0.8."
со
S
X
та
о.
о.
OJ
Ef
п
<~
5
1
Сар
•
Ино
5
• Гли
«
»
Ара
о
оза
\^
Подгруппы \ ^
актиномицетов
',tn
оза
N.
•
оза
Источники
\ ч ^ углерода
\
Глю
\
1.7—9.3 4.7-10.8 0.8—2.3 0—2.7 О
0.8
1.7
0
0
0-
2.3—3.5 2.7—5.8 0.8—3.1 0—3.1 0—3.1
Примечание: количество фиолетово-бурого пигмента актиномицета IV
подгруппы не соизмеримо с бурыми пигментами других подгрупп.
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Влияние различных источников азота. Пигменты всех
подгрупп актиномицетов 1 группы одинаково хорошо обра­
зуются на нитратных солях (NaNQ3, KN0 3 ), пептоне. Обра­
зование пигмента очень слабое на аммонийных солях, вин­
нокислом аммонии. Аминокислоты аспарагин и особенно ти­
розин способствуют образованию пигментов.
_
Влияние железа. Для определения влияния железа на
образование меланоидного пигмента минеральная часть пи­
тательной среды с крахмалом очищалась от железа по мето­
ду Иванчева (Иванчев, 1960). Очищение среды от железа
не влияло на образование пигмента.
СВОЙСТВА МЕЛАНОИДНЫХ ПИГМЕНТОВ
АКТИНОМИЦЕТОВ I ГРУППЫ
По спектральным и хроматографнческим свойствам пиг­
менты 1 группы разделяются на четыре подгруппы, цели­
ком совпадающие с четырьмя подгруппами, на которые раз- •
делены актнномицеты 1 группы в систематическом отно­
шении.
•
ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА
Растворимость пигментов. Одни растворители, такие как
метанол, бутанол, ацетон, амиловый спирт при рН 2 хорошо
• растворяют меланоидные пигменты всех актиномицетов 1
группы. Другие растворители, например, перечисленные в-ыик спирты при рН растворителя — 5,5 и при рН 8, ©ода, бутилацетат, амилацетат, серный эфир при рН 2 растворяют
пигменты лишь 'некоторых штаммов — представителен раз­
личных подгрупп Г группы. Третьи растворители, такие,
как бензол, бутилацетат, амилацетат, серный эфир при рН
5,5 совершенно не растворяют / меланоидные пигменты. 1
группы. Вода при рН 5,5 и рН 8 растворяет меланоидные
пигменты всех штаммов.
Спектральные свойства пнгментоз. Спектральные харак­
теристики бурых пигментов актиномицетов I группы оказа­
лись специфичными для каждой из 4-х подгрупп, на которые
была разделена 1 группа в систематическом отношении.
Спектральные характеристики пигментов отдельных штам­
мов внутри подгруппы оказались одинаковыми if отличными
от спектральных характеристик штаммов, объединенных в
" другие подгруппы. Ниже приводятся характеристики спект­
ров бурых пигментов актиномицетов каждой из 4-х под­
групп.
10
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
V подгруппа. Меланоидный пигмент всех штаммов -этой '
"подгруппы обладает двумя максимумами поглощения света:
I—в области 258—260 ммк и II—290—300 ммк (рН 3) (рис. 1).
Второй максимум поглощения света не всегда одинаково
четко выявляется у некоторых штаммов, а на среде с пепто­
ном может и вовсе отсутствовать.
Рис. !. УФ—спжтры поглощения ;меланоидного пигмента акгиномиящтов I подргуппы I группы. Цифры обозначают номера штаммов.
-It
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
II подгруппа, (штамм 47—63). Меланоидный пигмент об­
ладает одним максимумом поглощения света при 262—27ft
ммк (рНЗ). (рис. 2)
'
22
°
^0
260
280
300
длина
320
ЗЪ0Э6о'з80
вопны
1,00
(ГА/*)
• Рис. 2. УФ—спектры 'поглощения меланаидных пигментов актиномигцетов II, III и IV подгрупп I группы. (Штамм 47—63—II подгр.,
штаммы 45—2, 24—76, 50—52—III подгр., штамм 39—41—IV под­
группа).
12
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
HI подгруппа. Меланоидный пигмент .характеризуется
спектром поглощения, подобным спектру поглощения пиг­
мента актиномицета II подгруппы — 'пик наблюдается при
268—270ммк (рН 3) (рис. 2).
.
'
IV подгруппа (штамм 39—14). Спектр поглощения фио­
летово-бурого пигмента актиномицета характеризуется от­
сутствием хорошо выраженных пиков в ультрафиолетовой
части спектра. Небольшие пики наблюдаются при 266 и 292
ммк (рН 3) (рис. 2). В видимой части максимум поглоще­
ния света наблюдается в области 500 ммк.
Таким образом, расположение пиков в спектрах пигмен­
тов актиномицетов 4-х различных подгрупп 1 группы оказа­
лось различным. Однако в спектральных свойствах бурых
пигментов различных подгрупп можно отметить и общие чер­
ты: 1) бурые пигменты всех 4-х 'подгрупп 1 группы лс
спектральным свойствам сравнимы с меланином — макси­
мумы поглощения света пигментами лежат в области 260. и
300—308 ммк или в области 270 ммк, что характерно для
некоторых химических предшественников меланинов (300
ммк) и для синтетического дофа-меланина и природного ме­
ланина ('270 ммк) (Stein, 1954, 1955, Mason, 1949), 2) Ха­
рактер спектров поглощения меланоидных шггментов актино­
мицетов 1 группы не изменяется с изменением 'реакции
раствора. 3). Меланоидные 'пигменты актиномицетов 1 груп­
пы, 'выделяемые в синтетическую среду и в белковую ,среду,
обладают подобными спектральными свойствами. Исключе­
ние составляют лишь несколько штаммов: 4 штамма I под­
группы (шт. 25—26, 47—69, 47—110, 18), пигмент которых <
на среде с пептоном имеет всего один максимум поглощения
света в области 260 — 264 ммк (рН 5,5), а на среде
Чапека с глицерином пигмент этих штаммов обладает
двумя максимумами поглощения света в области 260—
264 ммк и 310—314 ммк (рН 5,5). Объяснить это явление
можно тем, что указанные четыре штамма на среде с пепто­
ном не образуют красной фракции, обусловливающей в пиг­
менте пик при 310—314 ммк. Исключение составляет также
штамм 39—41 (IV подгруппа), фнолетово-бурый пигмент ко­
торого, выделяемый в среду с пептоном, не обладает макси­
мумами поглощения света в ультрафиолетовой и видимой
части спектра, в то время как фиолетозо-бурый пигмент это­
го штамма, выделяемый в среду Чапека с глицерином, обла­
дает максимумами поглощения света.
13
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Разделение меланоидных пигментов на составляющие их
фракции. Применение метода распределительной хромато­
графии на бумаге и колонках'позволило' разделить меланоидные пигменты актиномицетов 1 группы на составляющие
их фракции. В составе меланоидных .пигментов актиномице­
тов различных систематических подгрупп 1, группы обнару­
жено 5 фракций: бурая, желто-бурая, красная, желтая, лпмошю-желтая. При этом бурая и желтая фракции оказались
постоянными фракциями меланоидного пигмента. Они "при­
сутствовали в пигментах актиномицетов всех 4-х системати­
ческих подгрупп 1-ой группы. Желто-бурая и красная фрак­
ции присутствуют только с пигменте I подгруппы актиноми­
цетов и не встречаются в 'пигментах других подгрупп. Лимонно-желтая фракция непостоянна и присутствует в пиг­
менте. I, I I l i III лодгрупп в незначительном количестве.
В таблице 2 указаны значения Rf различных фракции бурых
пигментов 1 группы.
.
1) Бурая фракция. Обнаружена в составе бурых пигмен­
тов актиномицетов I, II и III подгрупп 1-ой группы. Бурая
фракция, очевидно, выявляется и в пигменте IV. подгруп­
пы, но окрашена в фиолетово-бурый цвет. Бурая фракция
выявляется в составе пигментов актиномицетов при росте их
как на синтетических, так и на белковых средах: Бурые фрак­
ции пигмента актиномицетов одной и той же подгруппы
сходны между собой по своим свойствам. Свойства же бурых
фракции пигментов 4-х различных подгрупп 1-ой группы не­
сколько отличаются друг от друга. Это различие заклю­
чается в спектральных свойствах бурых фракций пигментов
различных подгрупп.- Спектр бурой фракции специфичен для
пигмента каждой 'подгруппы и напоминает спектр поглоще­
ния неразделенного пигмента данной подгруппы. Например,.
спектр бурой фракции меланоидного пигмента 1-ой подгруп­
пы характеризуется четырьмя пиками при 244 ммк, 249 ммк,
255 и 261 ммк, а также максимумом поглощения в области 306
—310 ммк (рН 5,5). По свойством растворимости в различных
системах растворителей бурые фракции пигментов разных
подгрупп мало чем отличаются друг от друга. Все они плохо
растворяются в различных системах растворителей, на вос­
ходящих хроматограммах в большинстве случаев остаются
у' старта.
" ' • . . .
2) Желто-бурая фракция. Присутствует в составе бурою
пигмента актиномицетов 1-ой подгруппы 1-ой группы. Совер­
шенно не встречается в пигментах III и IV подгрупп. Желто14
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
бурая фракция встречается еще и в пигменте II подгруппы.
Однако в пигменте. II подгруппы желто-бурая фракция непо­
стоянна и накапливается в небольшом количестве. В пигменте
1 подгруппы желто-бурая фракция постоянна. Она встречает­
ся в пигменте, выделяемом в синтетические и белковые среды.
На восходящих хроматограммах желто-бурая фракция распо­
лагается выше бурой фракции, плохо отделяясь от нее. Спектр
поглощения желто-бурой фракции целиком совпадает со спек­
тром поглощения бурой фракции меланоидного, пигмента ак­
тиномицетов I подгруппы.
3) Красная фракция. Присутствует в буром пигменте.
только актиномицетов I подгруппы,' придавая бурому пиг­
менту красноватый оттенок. Из актиномицетов других под­
групп красная фракция выявляется лишь у штамма 47—63*.
выделенного во II подгруппу, только в одном раствори­
теле (эфир водонасыщенный). Е> составе меланоидного'пиг­
мента актиномицетов III подгруппы красная фракция -по­
встречается. У пигмента актиномицета IV подгруппы (шт.
- 39—41) замечена розовая фракция, которая по значениям Rf
в различных системах растворителей и по спектральным
свойствам отличается от красной фракции пигмента актино­
мицетов I подгруппы. Спектр поглощения света красной
фракцией характеризуется пиком в области 300—302 ммк
(рН 5,5). Характер спектра и положение пиков не и з м е н я е т ­
ся при изменении значения рН раствора. Очевидно, красная
фракция обусловливает присутствие в спектре поглощении
меланоидного пигмента актиномицетов I подгруппы • пика
при 300—308 ммк (рН 3).
4) Желтая фракция. Присутствует в составе меланоид­
иых пигментов, выделяемых актиномицетами всех четырех
подгрупп 1-ой группы в синтетические и белковые среды.
Желтые фракции пигмента актиномицетов одной и той же
подгруппы обладают одинаковыми свойствами. Свойства
желтых фракций пигментов I, II, III подгрупп I группы
сходны между собой. Желтая фракция
пигмента IV под­
группы отлична от желых фракций I, II, III лодррупп. Жел­
тые фракции I, II, II подгрупп одинаково хорошо растворя­
ются в различных растворителях, спектры их совпадают —
они характеризуются наличием" 4-х пиков при 244 ммк,
249 ммк, 255 ммк и 261 ммк (рН 5,5). Характер спектраль­
ной кривой не изменяется с изменением рН раствора. Оче­
видно, желтая фракция, входящая в состав меланоидиых
пигментов актиномицетов перечисленных подгрупп, опредс- ч
15
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Значения Rf отдельных фракций меланоидных пигментов
Штаммы и фракции
пигментов
N.
Системы
растворителей
N . '
N^
•е-
\Q
к
п.
«
« 5
ВЯ
gU
ьа
К-е-
I. Вода дистиллированная
0,07
II. Бутанол водоиасыщен­
ный ,
ф 2
-жел тая
урая
. • N.
ракц
к
N.
Шт.
Шт. 19 —31 (1 •поагр .)
фрак дня
."ч.
N.
к
СП
' •3
к -S0,63
'
*
й Я
Я 3
51=5 •в*.
S
я
ага.
о. о.
>.-&
Ю
0,73
.—
0
I I I . Аиетон 50V»
0
0,50
0,65
0,82
0
0,50
IV. Метанол 50%
V. Хлороформ водопасы-.
щенный
VI. Эфир водоиасыщенный
О
0,20
0,52
0,52.
0
0
0
0,95
—
0,07
0,25
0,96
0,90
0,75
0
0
VII. Бензол водоиасыщенный
0
—
.—
—
—
0
V I I I . Бензол: уксусная кис­
лота: вода (2 :2>>1)
0
0,10
0,32
0,92
—
0. -
IX. Бензол: метанол (4:1)
0
—
0,13
0,31
0,95
0
—.
0,40
X. Бутанол: уксусная кислота:
вода (2:"1 :1)
XI. Вода с 3'Vo NIIJCI
О
— . 0,85 -
0,85
0
0,26
0,75
0,95
0
0,10
0,35
0,62
—.
0
Примечание: знак.«—» показывает на отсутствие фракции на
16
'
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Таблица 2
актиномицетов I группы
Шт. 24— 76 'III тюдгр • )
*т
п
п.
га
3 ^
> w_ к
*\о
1 Я
'О Я
к
5 §
ее
ст: к
1- М
• ^ га
~ та ™ Я оЗ п.
К-& *•& .*•&
(К
S i
• !
га
о.
s6
к
-«
з: д
a 5
г* га
й о. SS.
п -е- <о-&
зи
>,1 ^и
хо
о =1
4> CL
*
•
Шт. 39—41
(IV полгр.)
елтая
i
i
g*
Еэ
та «
&
"ч га
о3
я:
о
5
«•е-
4
к
« =Гs
га
к
*
Q
к о
к И
^
=3
га г;
к
К
£1
К ^
Я Р-Л
о.
•& -е^-е1
—
ОД) 0,74
0,50
0,56
0,94 -
0,33 0,81
0,91
0,85
—
0
•—
—
—
0
0,92
0
0,88 v
0
0,40
—
0
0,98 -'
0,70
0,30 ' —
0,94
—.
0,99
—
0,36
—
—
— • —'
0,40
0
0,85
-— . 0
—
—
0,80
—
. 0
0,88 —
0,14
0
"—
—
—
м
l
0
—
- —
—
К
розова
фракц
47-- 6 3 (II поагр.)
0
кга яд
r j га
•е -е-
—
•
—
0,87
0 ' 0,30
0,97
—
0,90
— •• 0~ 0,96
—
0
0,77
0
0,09
0,96
0,99
—
0
0,94
0,96
0,99
—
0
0,91
0,98
0,96
—
0,74
0,92
0,75
0,87
0,22
— • 0,70 0,69
—
0
—
0,90
—
хроматограмме "в данном растворителе '
НэВтца 1ья&а!!1. 43 Ля ЭмОиотеми |
Мослов ^•оВ орд. л«:iKua Сзльхоз.
Акады ия им. ! 1^Х*1Л?8зева
Л5 /
t
17
'
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
л я с? г в спектре вСех этих пигментов 1-ый максимум погло­
щения света, расположенный при 260—270 ммк (рН 5,5).
С р а й ш в а я спектры поглощения света желтой фракции (че­
тыре пика при 244, 249, 255, 261 ммк) и красной фракции
(пик при 300—302 ммк) со спектром поглощения бурой
фракции пигментов 1 подгруппы (четыре пика при 244, 249,
255, 261 ммк и пик при 306—310 ммк), .можно было предпо­
ложить; что бурая фракция пигмента актиномицетов 1
подгруппы состоит из красной и желтой фракций, соединен­
ных вместе. Это предположение несколько утвердилось, когда
был проведен кислотный гидролиз бурой фракции меланоидного пигмента I подгруппы. После гидролиза бурая фракция.
разделялась на хроматограмме на две фракции-: 1. Краснова­
то-желтоватую фракцию, оставшуюся у старта. Ультрафиоле­
товый спектр поглощения этой фракции _ характеризовался
присутствием 4-х пиков в области 244, 249, 255. и 261 ммк и
пиками в области-295 ммк и 310 ммк (рН 5,5). Пики при 244,
249, 255 и 261 ммк были сглажены, а пики при' 295 ммк я
310 ммк выражены хорошо. 2. Желтую фракцию, значение Rfкоторой в системе бензол —метанол
(4:1)
равнялось
0,057: Ультрафиолетовый спектр поглощения желтой фрак­
ции характеризовался четырьмя пиками при 244, 249, 255 .и
261 ммк. Небольшой пик намечался также при 272 ммк.
В области 290—310 ммк заметных максимумов поглощения
не^наблюдалось. —
.
Несколько отлична по своим свойствам желтая фракция
пигмента IV-ой подгруппы. В отличие от желтых фракции
I, II, III подгрупп, она не растворяется в. воде, воде с 3'% ~
NH4C1 и хлороформе. Спектр ее характеризуется отсутст­
вием ярко выраженных пиков, в области 252—258 ммк на­
блюдается небольшое плато.
- 5) Лимонно-желтая фракция. Выявляется в составе бу­
рых пигментов актиномицетов I, II и Ш-ей подгрупп. Она
располагается на восходящих хроматограммах близко к пре­
дыдущей желтой фракции (4). Накопить ее в достаточном
количестве не удалось.
>
Изучение свойств фракций меланойдных пигментов с по­
мощью электрофореза показало, что желто-бурая, красная
и желтая фракции имеют отрицательный заряд. Бурая фрак­
ция заряда не" имеет: Лимонно-желтой фракции на электрофореграмме выявлено не ,был'о/ ( ', -.-".'
18
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Несколько особое место среди меланоидных пигментов
актиномицетов I группы занимает' фиолетово-бурый пигмент
актиномицёта IV подгруппы (штамм 39—41). Флолетово-бурый пигмент.этой культуры содержит в своем составе
3 фракции — фнолетово-бурую, розовую и желтую. Свойства
этих фракций отличны от свойств бурой, красной и желтой
фракций пигментов 1 группы.
- •
АНТИМИКРОБНЫЕ СВОЙСТВА
ПИГМЕНТОВ
АКТИНОМИЦЕТОВ 1 ГРУППЫ
'
*
Пигменты актиномицетов 1 группы обладают антимик­
робными свойствами. Они угнетают рост испытанных куль­
тур грамоположительных бактерий и некоторых актиноми­
цетов. Пигмент IV подгруппы 1 группы угнетает рост грамотрнцательных бактерий, некоторых грибов и дрожжей. Ан­
тимикробными свойствами обладает желтая фракция пиг­
ментов 1 группы, розовая и фиолетово-бурая фракции пиг­
мента IV-ой подгруппы 1-ой группы. Бурая фракция слабо.
угнетает лишь рост.азотобактера .и не действует на другие
микроорганизмы (табл.3).
' ОБРАЗ.ОВАНИЕ МЕЛАНОИДНЫХ ПИГМЕНТОВ
АКТИНОМИЦЕТОВ 1-ои ГРУППЫ
Актшюмицеты 1-ой группы образуют меланоидные пиг­
менты из фенолов (гваякола, гидрохинона, фениленднамина)
с .помощью внеклеточного фермента лакказы.' Семь изучен­
ных культур актиномицетов 1-ой группы (штаммы 25—26,
47—110, 47—69, 18, 47—63, 24—76, 50—52) способны образо­
вывать меланоидные пигменты не только из фенолов за счет
лакказы, но и из тирозина за счет его окисления тирозиназой. Тот факт, что изучаемые актиномицеты вырабатывают
ферменты лакказу или лакказу и тирозиназу, которые ката­
лизируют окисление фенолов (лакказа) или тирозина и дигидрооксифенилалашша (тирозиназа) до меланина (Raper,
1926, Kiister, 1963), наводит на мысль, что, вероятно, образо­
вание меланоидных пигментов актиномицетами происходит
подобно образованию меланинов из фенолов и тирозина
путем химического синтеза — синтетических меланинов.
ч
-
'
19
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
«о
о
Таблица Л"» 3
Антимикробный спектр меланоидных пигментов 1 группы
19—31 (1 подгр.)
47-63 (II подгр.) 00-52 (Ш
подгр.)
39-41 (IV подгр.)
К
сз
П.
•еR
са
О.
V5
ga
Staphylococcus
aureus
Вас. cereus
Bact. coli
Azotobacter
chroococcum
Actinomyces
globisporus
Act
streptomycini
Act
violaceus
Penicillium
chrisogenium
Fusarium
oxysporus
Saccharomyces
cerevisiae
Candida
albicans
я
рая
3
Тест —
организмы
>о £
оH Xп
R 2
к
2Я
R
та К^
СО <U
*-е>
к-е-
JJ D.
<U
*-е-
S С
Ч я
<и о ,
гт
к
m
о.
о,
•е-
•еR
со
а,
о * (Ч *
« « 2
К
я с о>>
к
Я
с:
cj
Е
s
и
та
*£
'
3
5
0
'
• ±
0
0
0
+
•
0
0
0
0
0
0
±
1
0
3
3
0
0
0
0
±
0
0
0
3
3
0
1
2
0
0,
±
0,
' Г
3
3
0
, +
5
0
1
3
0
-4-
"о
3
2
.0
1
3
1,
+
1
3
1
1
3
1
±
1
2
2
5
8
12
12
12
3
5
,3
5
5
2
4
2
4
±
+
'
4
+
0
0
0
0-
1 . 4
0
3
+
0
;+;'
.
. .5,-
0
0
2
3
3
0
3
" 2
+
0
0
0
0
0
0
0
0
0
*0
0
0
0
0
0 . 0
0
0
0
0
.0
0
0
0
0
0
0
0
0
, 0
0
0
.0
0
0
0
0
0
0
0
о
0
Условные обозначения :
4
'
0
0
1
2
1
4
±
0
0
0
0
1
3 .' 2
+
'
+
1
цр фры • обозначают радиус, зоны отсутств ия роста тест --организма
+
(В
мн.
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
БИОЛОГИЯ
АКТИНОМИЦЕТОВ
II
ГРУППЫ
АктиномицетыН группы не являются хромогенными. На
синтетических средах они не "образуют меланоидных пиг­
ментов. Но в белковые среды эти штаммы выделяют бурые
пигменты. Эта группа по свойствам актичюмицетов, входя­
щих в нее, была разбита на пять самостоятельных под­
групп.
Культуры 1 подгруппы. В эту подгруппу объединены
шесть штаммов 11-й группы (6118—11, 6118—4, 312, 366,..
493, 80). Культуры I подгруппы ближе всего походят к виду
Act. globisporus, отличаясь от него лишь цветом колоний.
Четыре штамма I подгруппы (366, 312, 493, 80) вырабаты­
вают тнрозиназу и лакказу. Остальные штаммы I подгруп­
пы вырабатывают только лакказу. Меланоидный пигмент
четырех указанных штаммов, очевидно, может быть образо­
ван из тирозина за счет тирозиназы :и из фенолов ва счет
лакказы.
Культуры II подгруппы. В эту подгруппу объединены че­
тыре штамма (408, 413, 527, 897). Культуры II подгруппы
ближе всего подходят к виду Act. globisporus, отличаясь от
него тем, что не угнетают рост грамотрицательных бактерий.
Все штаммы II подгруппы образуют фермент лакказу..
Штамм 897 образует еще тнрозиназу. Очевидно, меланоидный пигмент этого штамма может быть образован и из тиро­
зина, и из фенолов.
Культура III подгруппы. (Штамм 640—1). Культура
III подгруппы ближе всего подходит к виду Act. longisporus,
отличаясь от него некоторыми физиологическими признака­
ми. Штамм образует внеклеточный фермент лакказу.
. Культура IV подгруппы (штамм 910). Культура IV под­
группы ближе всего подходит к виду Act. venezuellae. var.
spiralis, отличаясь от него длинной спороносцев и цветом
колоний. Штамм образует фермент лакказу и формирует
свой бурый пигмент, очевидно, из фенолов.
Культура V подгруппы (штамм 744). Культура V под­
группы ближе всего подходит к виду Act. griseus variabilis,
отличаясь от него некоторыми физиологическими признака­
ми. Штамм образует внеклеточный фермент лакказу.
21:
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Таблица 4
Значения R! отдельных фракций меланоидных пигментов, актиномицетов II группы
•
ч Штаммы и фракции
Шт. 493
Шт. 744
Шт. 408
Шт. 6 40-1
Шт. 910
>v пигментов
(1 подгруппа) (II подгруппа) (III подгруппа (IV подгруппа
(V подгруппа).
1. Вода дпстиллиро-'
ванная
о
2. Бутапол водонасыщенпый
0,82
3. Ацетон 50V*
0,84
>4. Метанол 50Vo
0,70
5. Хлороформ водонасыщенный
0
6. Эфир водонасыщенный О
7. Бензол водонасы­
щенный
0
8. Бензол: уксусная
кислота: вода (2 : 2:1) 0
9. Бензол: метанол
(4:1)
'
0,88
10. Бутапол: уксусная
. .
кислота: вода
(2:1:1).
0,70
И. Вода в 3»/о NHiCI .
0
Примечание: знак
•е-
. со
Б
0,92
СО
к
я
Я
•X
*
СО
О,
.'-&
' К
о.
•8-
•вк
СО
Сй
СО
• со
О.
•е-
к'
0,30
0,62
а.
СО
О.
•ек
•е-,
•в-
СО
0,53
я
кСО
яX
СО
С
•
я
к
.к
•
К
•
СО
о.
«о
-0
-
со
желт
с
•е.
к
я'
Srf
• я
желт
\
со
ЕЯ
к
к
я
яи:
№
к
Я
в:
то
о.
бура:
\
я
. S4
к
желт
Системы раство- '
рителей
К
С
к
бура:
\
^ч
к
я
и:
СО
я
желт
\
со
(X
•в-
бура:
'
«
я
.X
бура:
N.Л .
N.
желт
\
0,43
0,84
0,76
0,32
0,68
0,71
0,72
0,68'
0,71
0
0,60
0,43
0,74
0,60
0,81
0
. 0
0,85
0,86
0
0
0,68
0,99 ,
0
0
0,91
0,88
0,86
0
0,95
0
0,46
0
0,98
0
.0,94
0
0,95
0
0,94
0
0,94
0,88'
0,92
0,92
0,47
0,84
0,25
0,69
0,12 • 0,96
0,70
0,68
0,76
0
0,76
0,48
0,67
0
0,67
0,30
, 0,75
0
0,75 "
0,56
0,82
0,84
0,70
0,68
0,92
0,92
0,68
0,92
0,92
.
0
0
0,72
0,70
0
0,94
0,88
0,52
0,80
«—» обозначает
•
0 :
0,76
0,32
отсутствие фракции на
•О
,
о;85
-0
0,85
0,32
хромотаграмме в данном растворителе
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
СВОЙСТВА'МЕЛАНОНДНЫХ ПИГМЕНТОВ
АКТИИОМИЦЕТОВ II ГРУППЫ
Лктиномицеты II группы, как уже указывалось, образуют
бурые пигменты только на белковых средах. Бурые пигменты
всех актииомицетов II группы обладают примерно одинако­
выми свойствами. По свойствам пигментов
актнномнцеты,
II группы, объединенные в пять различных4 систематических
подгрупп, не различаются между собой, в отличие от пигмен­
тов актииомицетов I группы, свойства которых- специфичны
для каждой систематической подгруппы.
ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА
Растворимость пигментов.
Пигменты
актииомицетов
II группы, так же как и пигменты актииомицетов I группы,
• хорошо растворяются в подкисленных (рН 2) метаноле, эта­
ноле, бутаноле, ацетоне. Такие растворители, как амиловый
спирт, бензол, бутилацетат, амилацетат и серный эфир, со­
вершенно не растворяют пигменты. Пигмент' только одного
штамма 80 слабо извлекается амиловым спиртом, бутилацетатом и амилацетатом. Вода хорошо извлекает пигменты при
р Н 8 и рН5,5.
'• ' • • ' ' • • • '
Спектральные свойства пигментов. Спектральные характе­
ристики актииомицетов, принадлежащих к 5-ти различным ч
систематическим подгруппам, оказались одинаковыми. В этом
отношении актнномнцеты II группы отличаются от актииоми­
цетов I группы, у которых свойства пигментов различных си­
стематических подгрупп различаются между собой. Максимумы поглощения света у мелапоидных пигментов
актииомицетов II группы расположены в области 270—275
ммк. Только у некоторых штаммов они несколько сдвинуты
влево: у штамма 640-1—пик при 254 ммк, у штаммов 80, 744
и 910 — при 264 ммк. Но и указанные 4 штамма имеют в пиг­
менте пик при 274—278 ммк, если выращиваются на среде с
пептоном н тирозином.
Характеристика спектров поглощения бурых -(пигментов
актииомицетов II группы позволяет считать, что бурые пиг­
менты актииомицетов II группы, так же как и пигменты акти­
иомицетов I группы, носят меланоидный характер — облада­
ют максимумами поглощения света в области 270—278 ммк.
Спектр поглощения, характеризующийся пиком три 270 .ммк н при 275 ммк, оказывается характерным для некоторых.
•.
.
23
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
синтетических (дофа-меланин) и природных животных мела­
нинов, известных из литературы (Stein, 1954, 1955). ~
Меланоидные пигменты актиномидетов II группы облада­
ют одинаковыми спектральными характеристиками в различ-,
ных растворителях и при различных значениях рН раствора.
Разделение пигментов на составляющие их фракции. В со­
ставе меланоидных пигментов всех актиномидетов II группы
обнаружено две фракции — бурая и желтая. Свойства бурой
и желтой фракции у пигментов разных штаммов оказались
сходными.
.
1) Бурая фракция. Встречается в буром пигменте всех
актиномидетов II группы. Бурые фракции пигментов актино­
мидетов II группы оказались похожими .по своим свойствам
у всех штаммов, независимо от подгруппы. Все бурые фрак­
ции плохо растворялись в различных органических раствори­
телях. На восходящих хроматограммах 'бурые фракции • в
большинстве случаев оставались у старта и лишь в следую­
щих системах двигались с током растворителя: бутанол водонасыщенный; ацетон 50%; метанол 50%; бензол — метанол;
бутанол—уксусная кислота—вода (табл. 4). Спектры погло­
щения бурых фракций напоминают спектры^ поглощения не­
разделенных бурых пигментов II группы. Бурые фракции пиг­
ментов II группы отличаются от бурых фракций пигментов
Кгруплы, так же как бурые пигменты II группы отличаются
от бурых пигментов I группы. Бурые фракции пигментов"
I группы специфичны для каждой отдельной подгруппы —
имеют свой особый спектр поглощения, подобный спектру по­
глощения неразделенного пигмента, и"свои свойства раство­
римости. Бурые же фракции пигментов II группы подобны у
всех штаммов, так же как подобны пигменты актиномидетов
различных подгрупп II группы.
2) Желтая фракция. Встречается в составе меланоидных.
пигментов актиномидетов всех штаммов II группы. Желтые
фракции пигментов разных штаммов II группы подобны друг
другу. Все они хорошо растворяются в следующих системах
растворителей: хлороформ водонасыщённый, бензол водо^асыщенный, эфир водонасыщённый, бензол — уксусная кисло­
та — вода, вода, вода с 3% NH4C1. Спектр поглощения жел­
тых фракций пиков не имеет. Исключение составляет лишь
штамм 640-1 (III подгруппа), желтая фракция которого име­
ет,пик в спектре поглощения три 254 ммк. Таким образом,
желтые фракции пигментов II группы похожи у всех штаммов
— здесь мы не находим какой бы то ни было специфики в
24
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
отношении свойств желтых фракции пигментов актпномнце­:
тов разных систематических подгрупп. Желтые" фракции пиг
ментов II группы отличаются от желтых фракций пигментов
I группы. Это различие состоит в основном в спектральных
•свойствах. Желтые фракции пигментов II группы пиков в
спектре поглощения не содержат, в то время как желтые
фракции пигментов I группы имеют в спектре характерные
пики,
•
' ' •
•
АНТИМИКРОБНЫЕ СВОЙСТВА ПИГМЕНТОВ
II ГРУППЫ
Бурые пигменты актпномнцетов II группы обладают анти­
микробными свойствами. Они действуют угнетающе на рост
грамположительных бактерий, азотобактера, слабо угнета­
ют рост Bact. coli, угнетают рост некоторых актпномнцетов и
не действуют на дрожжи и грибы. При испытании антими­
кробных свойств отдельных фракций ' пигментов оказалось,
что активными являются желтая и бурая фракции пиг­
ментов. (Табл.5).
_ • ,
ОБРАЗОВАНИЕ МЕЛАНОИДНЫХ ПИГМЕНТОВ
АКТПНОМНЦЕТОВ II ГРУППЫ
Актиномпцеты Н-ой группы образуют меланоидные пиг­
менты из.фенолов (гваякола, гидрохинона, фенилендиамина)
с помощью внеклеточного фермента лакказы. Некоторые
штаммы (366, 812, 493, 897, 80) способны образовывать ме­
ланоидные пигменты не только из фенолов, но и из тирозина,
с помощью тирознназы.
Тот факт, что изучаемые нами актиномпцеты II группы,
так же как п актиномпцеты I группы, способны вырабатывать
внеклеточные ферменты лакказу пли лакказу и тирозиназу,
которые катализируют окисление фенолов {лакказа) пли ти­
розина (тирозиназа) до синтетических дофа- и пирокатехинмеланинов (Raper, 1926; Kuster, 1963), наводит на мысль, что
образование меланоидных.пигментов актиномицетами проис­
ходит подобно образованию синтетических тирозин- и пирокатехин-меламинов из их химических предшественников.
23.
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Таблица 3.
OS
Антимикробный спектр- меланоидных пигментов II группы
±
0 '
3
-3
0
0
±
0
0
±
0
0
+ .
0
0
0
1
1
2
1
3
±
±
3
0
ti
2 '
G
0
0
1
3
4
0 • 0
4
желтая фракция
0
1,
1
•+-
бурая фракция
I
1
1
2
2
5
2
неразделенный
пигмент
желтая фракция
±
бурая фракцця
±
неразделенный
пигмент
• ±
Шт. 744
(IV подгруппа)
желтая фракция
.
Шт. 910
(V подгруппа)
2
4
1
бурая фракция
±
-t-
.1
±
желтая фракция
±± ,
бурая фракция .
-ь
±
неразделенный
. пигмент.
1
1
неразделенный
пигмент
Staphylococcus
- aureus
Вас. cereus
Bact. coli
Azotobacter
chroococcum
Actinomyces
globispbrus
Act streptomycini
Act violaceus
Penicillium
chrisogenium .
Fusariura
oxysporus
Saccharomyces
cerevisiae
Candida
albicans
желтая фракция
организмы
бурая фракция
Тест-
Шт. б 40-1
(III подгруппа
Шт. 408
(II подгруппа)
неразделенный
пигмент
Шт. 493
(1 подгруппа)
1
2
1
3
+
;+;
4
0
0'
Г
1
2
3
+
±
5
G
4_-
3
3'
5
+
1
2
3
2
±
10
3
5
5
•
3
3
3
+
1
1
1
2
0
0
0
0
0
0.
0
0
0
0
0
0
0
0
0,
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
+
•+•
4
.
J
0
1
• 0
0
0
0
0
0
0
0.
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0 . 0
0.
0
0
• о
0'
,0
' ' Условные обозначения: цифры обоз шчают радиус
jia отсутствия роста менее 1 мц,
юны отсутствия •роста тест-op -аниз.ма. в
M M '; ±
—за-
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
МЕЛЛНОИДНЫЕ ПИГМЕНТЫ АКТИНОЛШЦЕТОВ И
ГУМИНОВЫЕ КИСЛОТЫ
Тот факт, что меланоидные пигменты актиномицетов могут
принимать активное участие' в образовании гумусовых ве­
ществ в почве, отмечал еще Бейеринк (Beijerinck, 1900). Мно­
гочисленные работы советских и зарубежных ученых (Raper,
1928, Flaig et al, 1952. Kuster, 1963, Кононова, 1963) доказы­
вают возможность участия бурых веществ, выделяемых актиномицетами в среду, в образовании гуминовых веществпочвы.
Мы сравнивали свойства мелапоидных пигментов актино­
мицетов со свойствами гуминовой кислоты, выделенной из;
мощного чернозема. Электронномикроскопические картины
препарата гуминовой'кислоты и меланоидного пигмента ~актиномицета (штамм 19—41) оказались подобными; Что каса­
ется физико-химических свойств гуминовой кислоты и мела- •
ноидного пигмента, то они различны. Препарат гуминовой
кислоты не растворяется в органических растворителях при
всех реакциях раствора, в то время как меланоидные пигмен­
ты растворяются в бутаноле и в других спиртах при кислой
реакции среды (рН 2).. .
.Спектральные свойства гуминовой кислоты оказались от­
личными от таковых мелапоидных пигментов.' Однако спек­
тральные свойства ароматических веществ, полученных 'при
окислении гуминовой кислоты щелочным раствором пермаиганата калия по методу, описанному Чудаковым (Чудаков,
1959), оказались Сравнимыми со спектральными свойствами
мелапоидных пигментов. Спектры поглощения ароматических
соединений,- полученных из гумусовых веществ, обладают в
области 200—240 ммк интенсивной полосой 'поглощения' с
максимумом при 215 ммк. В области 280—310 ммк в спектре
также намечается полоса поглощения света (Овчинникова,
1965).
Спектры всех мелапоидных пигментов актиномицетов о б ­
ладают полосой поглощения в области.240—280 ммк с макси­
мум поглощения при 260 ммк пли при' 270 ммк. Спектры ме­
лапоидных пигментов 1-ой подгруппы 1-ой группы актиноми­
цетов обладают еще одной полосой поглощения в области
290—320 ммк с максимумом при 300—308 ммк.
- Меланоидные пигменты актиномицетов и гумнновая ки­
слота биологически активны.
_
27
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Меланоидные пигменты актиномицетов и гумпновая"ки- слота, выделенная из чернозема, оказывают стимулирующее
действие на рост Bacillus sp. штамм К, на образование пло­
довых тел гриба Zygorhynchus sp., на рост пшеницы и гороха.
Актиномицеты 1-ой и П-ой грулпы, выделяющие мелано. идные пигменты в субстрат, вырабатывают ' внеклеточные
ферменты^тнрозиназу и лакказу. Эти ферменты принимают
участие в образовании гумусовых веществ почвы.
.
Все. приведенные данные свидетельствуют о том, что мела­
ноидные пигменты актиномицетов и гумиповая кислота могут
быть сравнимы .между собой. Возможно, меланоидные пиг­
менты принимают участие в образовании гумусовых веществ
в почве.
'
ОБЩИЕ
ВЫВОДЫ
•1. Изучены.две группы актиномицетов, образующих бу­
рые пигменты. Актиномицеты 1-ой группы образуют мелано­
идные ;пигменты на синтетических и белковых средах. Актино­
мицеты П-ой группы образуют меланоидные пигменты только
на белковых средах.
2. По морфологическим, культуральным и антагонисти­
ческим признакам актиномицеты 1 группы разделены на че­
тыре самостоятельные подгруппы, актиномицеты II группы —
на пять самостоятельных подгрупп.
3. Изучены физико-химические и биологические свойства
бурых пигментов актиномицетов I и II групп.
.4. По спектральным свойствам, степени растворимости,
свойствам отдельных фракций пигментов ,бурые пигменты
актиномицетов носят меланоидный характер: .бурые пигмен­
ты плохо растворяются в органических растворителях; обла­
дают спектрами поглощения с максимумами в области 260 и
300—308 ммк или 270 ммк, что характерно для природных
меланинов; максимум при 260. или 270 ммк обусловлен при­
сутствием в пигменте желтой фракции, максимум при 300—
308 ммк обусловлен присутствием красной фракции.
5. На образование меланоидных пигментов актиномицетов
оказывают влияние условия культивирования (температура,
аэрация, состав среды). Пигменты образуются более интен­
сивно, когда актиномицеты выращиваются лри температуре
28Х и постоянном качании. Наилучшими источниками угле­
родного питания для образования, меланоидных пигментов
актиномицетов являются глицерин, мальтоза, глюкоза. Наи'28
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
лучшими источниками азотного питания для образования"
меланоидных пигментов являются нитратные соли, аминоки­
слоты аопарагнн и тирозин. Железо не влияет на образование
меланоидного пигмента.
6. Меланоидные пигменты 1 группы актиномицетов по-физпко-химическим и биологическим свойствам несколько раз­
личаются между собой. Пигменты каждой подгруппы 1-ой
группы актиномицетов обладают своими характерными чер­
тами: спектром поглощения, присутствием определенных
фракций в составе пигмента, антимикробными свойствами.
Так, пигменты 1 подгруппы характеризуются спектром погло­
щения с максимумами в области 258—260 ммк и 300—308:
ммк. В составе пигмента присутствуют .пять фракций — бу­
рая, желто-бурая, красная, желтая и лнмопно-желтая. Пиг­
мент угнетает рост грамположительных бактерий и актино­
мицетов. Активной является желтая фракция. Бурая фракция
слабо активна только против азотобактера. Пигменты II н.
Ill подгрупп характеризуются спектрами поглощения с мак­
симумами при 270 ммк. В состав пигментов входят три фрак­
ции: бурая, желтая и лнмонно-жел'тая. Пигменты угнетают
рост грамположительных бактерии и актиномицетов. Пиг­
мент IV подгруппы характеризуется спектром-поглощения с •
максимумами при 266, 292 и 500 ммк; в пигменте присутству­
ют три фракции: фиолетово-бурая, розовая И желтая. Пигмент
угнетает рост бактерии, актиномицетов и некоторых грибов и
дрожжей. Активны все три фракции пигмента.
7. Бурые фракции пигментов различных подгрупп 1-ой
группы различаются между собой своими спектральными
свойствами. Спектры поглощения бурых фракций напомина­
ют спектры неразделенных меланоидных пигментов 1-ой груп­
пы. Бурая фракция, очевидно, состоит из желтой и красной.
8. Желтые фракции различных подгрупп 1-ой группы по
своим свойствам различаются между собой. Желтые фракции
I, II и III подгрупп подобны, желтая фракция IV подгруппы
отличается от них.
9. Пигменты П-ой группы актиномицетов по физико-хими­
ческим и биологическим свойствам похожи" друг на друга.
Актиномицеты пяти различных подгрупп П-ой группы образу­
ют одинаковые по своим свойствам пигменты.
10. Спектры поглощения меланоидных пигментов актипо-.
мицетов П-ой группы обладают максимумами в области 270—
278 ммк.
"
.
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
11. В составе меланоидных пигментов актнномицетовП-ой
группы обнаружены две фракции — бурая и желтая. Желтая
фракция пигментов П-ой группы отлична по своим свойствам
от желтой фракции пигментов 1-ой-группы. Бурая фракция
пигментов П-ой группы также отличается от бурых фракций
пигментов 1-ой группы. ___
12. Меланоидные пигменты П-ой группы обладают анти­
микробными свойствами. Они угнетают рост бактерий, неко­
торых актиномицетов. Активными являются желтая и бурая
фракции пигментов. •
13. Меланоидные пигменты актиномицетов 1-ой и П-ои
групп могут быть образованы из фенолов при помощи окис­
ления их лакказой или из тирозина при помощи окисления
его тирознназой. 11 штаммов актиномицетов способны выра­
батывать тнрозиназу и лакказу, другие 15 — только лакказу.,
14. Сравнение свойств меланоидного пигмента со свойст­
вами гуминовой кислоты и ароматических веществ, получен­
ных при ее окислении, показало сходство между ними.
Список печатных работ автора <по теме диссертации.
1. Г. Зенова. Меланоидные пигменты актиномицетов. Ми­
кробиология, т. XXXIV, в 2, 1965.
2. Г. Зенова. Актиномицеты хромогенной группы. Микро- .
•биология, т. XXXIV, в. 5, 1965 г. .
.J1..&75I8 от 12/-60 г.
Об'ем 2 п. л.
Тираж 200. • Заказ 3001.
Типография «На боевом посту». Павловская, 8.
Документ
Категория
Без категории
Просмотров
3
Размер файла
708 Кб
Теги
294
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа