Энергетический обмен: особенности у дрожжей рода Endomyces
Остановимся на дрожжах рода Endomyces , энергетический обмен которых Лаборатория биологического окисления в Институте биохимии им. А. Н. Баха АН СССР изучает уже в течение 30 лет [ Котельникова ea 1984 , Котельникова ea 1973 , Zvjagilskaya ea 1988 ]. Е. magnusii оказались уникальным видом дрожжей, наиболее близким по энергетическим параметрам к высшим организмам . Они обладают тремя точками сопряжения энергии в дыхательной цепи митохондрий на всех стадиях роста, независимо от источника углеродного питания, т. е. Е. magnusii не подвержены глюкозной репрессии . Тем не менее энергетический обмен Е. magnusii обладает и рядом особенностей, на которых мы остановимся ниже.
О числе точек сопряжения энергии в дыхательной цепи обычно судят по эффективности окислительного фосфорилирования, определяемого отношением ADP/0 при амперометрическом методе измерения дыхания. В табл. 8 приведена характеристика энергетического обмена митохондрий Е. magnusii из клеток, выращенных на сахарозе, глицерине или лактате. Как видно из таблицы, окисление NAD-зависимых субстратов происходит с тремя точками сопряжения энергии, при окислении а-кетоглутарата величина ADP/0 (при росте на глицерине и лактате) превышает величину 3 за счет участия субстратного фосфорилирования. Окисление флавин-зависимых субстратов ( a-глицерофосфата и сукцината) происходит с двумя точками сопряжения (ADP/0 около 2), экзогенной NADH окисляется с очень большой скоростью (через две точки сопряжения (соответственно пути "Б" на схеме рис 15 ). Лактат окисляется через цитохром с и ЦО с одной точкой сопряжения. Окисление сукцината становится более сопряженным в присутствии салицил гидроксамата , ингибитора альтернативной оксидазы , окисляющей сукцинат без сопряжения энергии. Отсюда следует, что в окислении сукцината интактными митохондриями Е. magnusii принимает участие альтернативная оксидаза, за счет этого ADP/0 снижается. Доминирующими субстратами в митохондриях Е. magnusii являются экзогенный NADH и глицерофосфат, окисляющиеся с максимальным сопряжением. В таблице приведены также значения "дыхательного контроля", т. е. отношения скорости дыхания в присутствии акцептора ADP (в состоянии 3 по Чансу ) к скорости дыхания после исчерпания ADP (в состоянии 4 по Чансу ). Дыхательный контроль отражает степень интактности митохондрий. Из таблицы видно, что величины дыхательного контроля (ДК) особенно высоки при окислении NAD- зависимых субстратов и наиболее низки при окислении сукцината из митохондрий дрожжей, выращенных на сахарозе и глицерине. Следует отметить, что в митохондриях млекопитающих окисление сукцината, напротив, идет наиболее сопряженно и с высоким дыхательным контролем. В этом проявляется особенность энергетического обмена дрожжей. Как уже указывалось, низкие ADP/O и ДК при окислении сукцината митохондриями Е. magnusii объясняется участием альтернативного пути , который подавляется салицилгидроксаматом. На рис. 5а приведена кривая поглощения СЬ при окислении пирувата (в присутствии малата) митохондриями Е. rnagnusii из клеток, выращенных на глицерине. На кривой отчетливо видны многократные переходы от состояния 3 дыхания в состояние 4, отражающие способность к дыхательному контролю, что подтверждает высокую сопряженность митохондрий.
