Литературный обзор

Выделение чистой культуры бактерий

При изучении физиолого-биохимических особенностей и цикла развития бактерий, а также для установления их видовой принадлежности необходимо работать с чистой культурой микроорганизмов. Чистой называют такую культуру, которая получена из одной клетки и содержит микроорганизмы одного вида.

Выделение чистой культуры включает три этапа: получение накопительной культуры, выделение чистой культуры, определение её чистоты.

Для получения накопительной культуры определённого вида бактерий сначала подбирают элективные условия среды, обеспечивающие преимущественное развитие данных бактерий. Затем из мест обитания, в которых преобладают представители данной группы, делают посев на соответствующую элективную среду. При создании элективных условий необходимо знать физиологию или четко представлять те особенности, которыми должны обладать выделяемые микроорганизмы. При получении накопительных культур нужно учитывать способность к спорообразованию для накопления спорообразующих бактерий прогревают бактериальную суспензию при 75 0C 10 мин или 2-5 мин при 80 0C. О получении накопительной культуры судят по выявлению характерных признаков развития выделяемых микроорганизмов - помутнение среды, появление пигментации, плёнки, осадка т. д. Помимо визуального наблюдения накопительную культуру микроскопируют и выявляют присутствие желаемых форм, или продуктов метаболизма, образование которых свойственно выделяемым микроорганизмам.

Целлюлозолитические микроорганизмы

Целлюлоза - полисахарид, являющийся главным компонентом клеточных стенок высших растений и водорослей. Ее синтез по своим масштабам превосходит синтез всех остальных природных соединений, так что (наряду с крахмалом) целлюлоза - самое распространенное на Земле органическое соединение.

В то же время химическое строение целлюлозы таково, что делает ее материалом, инертным ко многим воздействиям. Целлюлоза - полимер, состоящий из цепочек молекул b-D-глюкозы, соединенных b-1,4-гликозидными связями. Цепочки в свою очередь объединены в пучки (волокна). Волокна организованы таким образом, что гидрофильные группы целлюлозных цепочек защищены от внешних воздействий. Волокна, кроме того, окружены оболочкой, в состав которой входят воск и пектин. Все это придает целлюлозным волокнам механическую прочность, делает их не растворимыми в воде и устойчивыми к различным химическим воздействиям.

Разлагать целлюлозу в анаэробных и аэробных условиях способны эубактерии, относящиеся к разным таксономическим группам: отдельные представители рода Clostridium, ряд актиномицетов, миксобактерии, некоторые бактерии рода Pseudomonas, из коринеформных бактерий представители рода Cellulomonas, постоянные обитатели желудка жвачных животных, относящиеся к родам Ruminicoccus, Bacteroides, Butyrivibrio и др. Единственное, что объединяет эти организмы, - способность синтезировать ферменты, расщепляющие целлюлозу.

Ферментативное разложение целлюлозы осуществляется с помощью целлюлазного комплекса и состоит из нескольких этапов. Сначала эндо-b-1,4-глюканаза разрывает гликозидные связи внутри целлюлозной цепочки, что приводит к образованию довольно крупных фрагментов со свободными концами. Затем экзо-b-1,4-глюканаза катализирует отщепление от конца цепочки дисахарида целлобиозы. И, наконец, последняя гидролизуется до глюкозы с помощью b-глюкозидазы.

Ферменты, входящие в состав целлюлазного комплекса, могут выделяться в окружающую среду или оставаться связанными с клеточной поверхностью. В первом случае целлюлоза с помощью экзогенных глюканаз может расщепляться до целлобиозы. Во втором случае никаких внеклеточных целлюлаз и промежуточных продуктов расщепления целлюлозы в окружающей среде не обнаруживается. Hа поверхности бактериальной клетки найдены сферические частицы - центры целлюлолитической активности, получившие название целлюлосом, состоящие из полипептидных субъединиц (комплекс целлюлазных ферментов) и углеводных фибрилл.