Пигменты бактерий классификация

Установление и поддержание определённой величины рН (логарифм величины, обратной концентрации водородных ионов в молях на литр) имеет существенное значение для роста бактерий. Подавляющее большинство микроорганизмов хорошо растёт при нейтральном рН, равном 7,0. Актиномицеты и бактерии, разлагающие мочевину, предпочитают среды с более высоким рН, то есть слегка щелочные. Некоторые бактерии толерантны к кислой среде (например, лактобациллы). Кислые значения рН предпочитают грибы.

Поддержание рН особенно необходимо для микроорганизмов, продуцирующих кислоты, но не обладающих устойчивостью к ним (кишечные бактерии и псевдомонады). Определённое буферное действие оказывают фосфаты, при более сильном выделении кислот рекомендуется добавлять к среде карбонат кальция или бикарбонат натрия. Нарушение метаболизма при неблагоприятных значениях рН не связано с прямым действием ионов Н+ и ОН". Они лишь снижают степень диссоциации слабых кислот и оснований, которые в недиссоциированном состоянии легче проникают в клетку, чем продукты их диссоциации.

Пигменты бактерий. Виды пигментов. Функции пигментов бактерий.

Колонии многих бактерий могут быть ярко окрашены, что связано с выделением окрашивающего вещества в среду либо окраской самих бактерий. Пигменты бактерий представлены различными веществами — каротиноидами, феназиновыми производными, пирролами, антоциана-ми и др. Пигменты бактерий — вторичные метаболиты, то есть они не являются веществами, обязательно присутствующими у всех бактерий. Например, даже внутри одного вида Serratia mareescens есть пигментообразующие и беспигментные штаммы. Среди пигментов преобладают жёлтые, оранжевые и красные каротиноидные пигменты. Способность к пигментообразованию выражена у видов Sarcina, Micrococcus, Staphylococcus, Corynebacterium, Mycobacterium, Nocardia и др. Этот признак генетически детерминирован, поэтому его используют в качестве дифференцирующего критерия.

Пигменты защищают бактерии от действия видимого света и УФ-лучей. Мутанты, лишённые способности к пигментообразованию, быстро погибают на свету. Искусственно окрашенные бактерии (например, метиленовым синим) также проявляют повышенную лабильность к инсоляции. Бактерицидное действие солнечного света проявляется в присутствии кислорода и обусловлено фотоокислением. При этом клеточные пигменты (флавины и цитохромы) действуют как катализаторы.
Каротиноиды ингибируют этот процесс. У некоторых бактерий образование пигментов происходит только на свету (например, каротиноидов у туберкулёзной палочки).

• Многие пигменты проявляют антибиотические свойства. Между пигментацией и образованием вторичных метаболитов существует такая тесная корреляция, что при наличии пигментов можно с большой долей вероятности ожидать образования антибиотиков и других БАВ.

Пигменты бактерий – это специфические фоторецепторные молекулы, вторичные метаболиты, образующиеся на свету и придающие бактериям окраску. (Наличие у бактерий пигментов обычно связано с их способностью существовать за счет энергии света. Некоторые микроорганизмы утратили способность к фотосинтезу, но сохранили пигменты. Способность образовывать пигменты детерминирована генетически и используется в качестве диагностического признака. Образование пигментов зависит от состава среды и условий культивирования. У многих микроорганизмов образование пигмента происходит только на свету. Пигменты различают по химическому составу и цвету.)

Читайте также:  Какими лекарствами лечить молочницу у мужчин

Классификация пигментов по химическому составу и цвету:

Химический состав Цвет Пигментообразующие микроорганизмы
Хиноновые Желтый Микобактерии
Азахиноновые (индигоидин) Синий Коринеактерии, псевдомоны, артробактерии
Каротиноиды Красный, оранжевый, желтый, белый Сарцины, актиномицеты, стафилококки, микрококки, коринебактерии, дрожжи
Меланиновые Черный, коричневый Бактероиды, порфиромоны
Пирроловые (продигиозин) Ярко-красный Серрации
Фенозиновые (пиоцианин) Сине-зеленый (щелочная среда) или красный (кислая среда) Синегнойная палочка
Пиразиновые (пульхерримин) Темно-красный Кандида

Классификация пигментов по растворимости:

Ø жирорастворимые (каротиноидные, хиноновые, азахиноновые);

Ø водорастворимые (фенозиновые, пиразиновые) – хромопарные (способны диффундировать в окружающую среду и окрашивать не только колонии, но и питательные среды);

Ø спирторастворимые (каротиноидные, пирроловые);

Ø нерастворимые ни в воде, ни в сильных кислотах (меланиновые).

Значение пигментов:

Ø защита от действия видимого света и УФ-лучей;

Ø ассимилируют углекислый газ;

Ø обезвреживают токсичные кислородные радикалы;

Ø участвуют в синтезе витаминов;

Ø обладают антибиотическим действием и свойствами биологически активных веществ;

Ø цвет пигмента используют в идентификации бактерий.

Пигменты – это красящие вещества различных классов химических соединений, выделяемые в среду или входящие в состав клеток.

Синтезирующие пигменты бактерии и грибы чаще встречаются среди обитателей воздуха, почвы и воды. Синтез пигментов лучше протекает при полном доступе кислорода, субоптимальной температуре, инсоляции солнечными лучами. Он контролируется геномом, относительно постоянен и потому применяется в качестве диагностического признака.

  • · рассмотреть особенности пигментации бактерий;
  • · рассмотреть особенности пигментации грибов;
  • · сделать выводы.

Для отдельных видов микроорганизмов характерно образование самых разнообразных пигментов, и они зачастую являются стойким признаком определённого микроба (белый, золотистый и лимонно-желтый стафилококки, палочка сине-зеленого гноя).

Пигмент, образуемый микроорганизмами, может скапливаться в виде зернышек между клетками (золотистый стафилококк, чудесная палочка), равномерно диффундировать в окружающую среду (палочка сине-зеленого гноя) или находиться в оболочке бактерии (Bact. violaceum).

Интенсивность образования пигмента колеблется даже у одного и того же вида микробов. Интенсивность пигмента так же может меняться: лучше всего пигмент образуется на плотных средах при свободном доступе кислорода – в анаэробных же условиях пигмент не образуется, а если такое каким-то непонятным образом случилось, то пигмент быстро обесцвечивается. Некоторые пигменты, например пиоциаиин, обладают антибиотическими свойствами.

Читайте также:  Мазь от зуда в интимной зоне

Пигменты бактерий защищают их от природной ультрафиолетовой радиации, участвуют в процессах дыхания, реакциях синтеза, обладают антибиотическим действием.

По химическому составу и свойствам пигменты неоднородны и подразделяются на:

  • — растворимые в воде (пиоцианины синегнойной палочки);
  • — растворимые в спирте;
  • — нерастворимые в воде;
  • — нерастворимые в воде и спирте.

Если пигменты нерастворимы в воде (липохромные пигменты), окрашивается только колония микроба, растущая на питательной среде, а если растворимы — окрашивается и питательная среда. Пигмент чудесной палочки, желтые пигменты стафилококка растворяются только в спирте. Черные пигменты плесеней, дрожжей не растворяются ни в воде, ни в спирте.

Рассмотрим ряд самых распространённых и известных пигментов бактерий:

Каротиноиды. Интенсивно-красный цвет пурпурных бактерий обусловлен присутствием красных каротиноидов (с 12-13 двойными связями и с метокси- и оксогруппами). Здесь пигменты играют не только защитную роль, но и поглощают свет для фотосинтеза, а также участвуют в рецепции света при фототаксисе. Каротиноиды вместе с бактериохлорофиллами находятся в фотосинтетически активных мембранах (тилакоидах, хроматофорах). У многих пигментированных микроорганизмов образование пигментов (так же как и синтез фотосинтетических пигментов у высших растений) происходит только на свету. Микобактерии, в том числе патогенная туберкулезная палочка (Mycobacterium tuberculosis), образуют каротиноиды только при воздействии света. Это относится и к бактериям, растущим на ветчине или сыре. Во многих случаях пигментация зависит от состава питательной среды и от температуры.

Продигиозин. На средах, содержащих углеводы, часто развивается бактерия Serratia marcescens (старое название – Bacterium prodigiosum). Ярко-красная окраска ее колоний (а также клеточных суспензий) обусловлена присутствием пигмента продигиозина, у которого молекула содержит три пиррольных кольца. Этот пигмент встречается также у актиномицетов.

Индигоидин. К азахинонам (диазадифенохинонам) относится инди-гоидин – нерастворимый в воде синий пигмент, выделяемый в среду различными бактериями, такими как Pseudomonas indigofera, Corynebacterium insidiosum, Arthrobacter atrocyaneus и A. polychromogenes.

Виолацеин. Chromobacterium violaceum легко выделить из почвы, если положить зерна риса в чашку Петри на сильно увлажненную почву; колонии этого микроорганизма легко узнать по сине-фиолетовой окраске, обусловленной нерастворимым в воде пурпурным пигментом виолацеи-ном. Этот пигмент представляет собой производное индола, образующееся при окислении триптофана.

Читайте также:  Лекарство от себореи головы

Феиазиновые пигменты. Многие пигменты, выделяемые водными бактериями в окружающую среду, относятся к производным феназина. Самый известный среди них-пиоцианин, образуемый клетками Pseudomonas aeruginosa (прежнее название-Р. руосуапеа). Различные штаммы и виды псевдомонад выделяют феназин-1-карбоновую кислоту, оксихлорорафин или иодинин, а иногда все эти пигменты одновременно.

Вторичные метаболиты. Пигменты у многих микроорганизмов представляют собой вторичные метаболиты; это означает, что они не принадлежат к тем соединениям, которые имеются у всех этих организмов. Уже по их структуре видно, что они являются производными обычных метаболитов или структурных компонентов клетки. Некоторые пигменты обладают антибиотическими свойствами, так что многие пигментированные микроорганизмы являются продуцентами антибиотиков. Между пигментацией и образованием вторичных метаболитов существует такая тесная корреляция, что при наличии пигментов можно с большой долей вероятности ожидать образования антибиотиков и других биологически активных веществ.

Так же существуют фотогенные бактерии, они же способные к свечению бактерии, что вызвано особой формой освобождения энергии при окислительных процессах. Молекула красителя поглощает свет и способна передавать его энергию молекуле 02. При этом находящаяся в обычном триплетном состоянии молекула кислорода переходит в возбужденное состояние (синглетный кислород). Этот синглетный кислород инициирует окислительные реакции, которые обычный кислород осуществить не способен (циклоадди-ции, En-реакции).

К таким бактериям относится большая группа физиологически сходных, но морфологически различимых бактерий (кокки, палочки, вибрионы). Они являются не образующими спор вибрионами. Большая часть видов светящихся бактерий выделена из морской воды; они не вызывают гниения, культивируются в обычных средах. Из некоторых бактерий были получены экстракты, испускающие свет в темном помещении, из некоторых экстрактов был выделен люциферин и фермент люцифераза.

Типичный представитель фотогенных микробов Photobacterium phosphoreum — неподвижная кокковидная бактерия, развивающаяся при температуре 28 °С. Патогенных для человека видов в группе фотогенных бактерий не установлено.

Фотосенсибилизацию используют в зверосовхозах и зоопарках для устранения потенциально патогенных бактерий; с этой целью добавляют в питьевую воду метиленовый синий или другие красители. Фотосенсибилизированные бактерии гибнут уже на обычном дневном свете. Так же такие бактерии придают свечение чешуе рыб в море, грибам и гнилушкам в лесу.

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Adblock detector