Содержание к диссертации
Введение
ГЛАВА I. Экзополисахариды бактерий б
1.1. Грамотрицательные бактерии 8
1.2. Грамположительные бактерии 27
ГЛАВА 2 . Влияние условий культивирования бактерий на биосинтез ими экгликанв 39
2.1. Компоненты среды 41
2.2. Физико-химические факторы среды 48
2.3. Динамика роста бактерий и образованияими экзогликанов 51
2.4. О зависимости состава и структуры экзополисахаридов от условий культивирования продуцентов 52
Введение к работе
В настоящее время чрезвычайно возрос интерес к микробным полисахаридам. Они являются одним из объектов внимания биотехнологии, интенсивно развивающейся отрасли производства. Трудно перечислить все области их применения, уже реализованного или возможного. Как биологически активные соединения они применяются в медицине. Коллоидные и клеящие свойства их растворов, способность к образованию гелей и пленок, влияние на реологические характеристики жидкостей используются в пищевой, фармацевтической, косметической и текстильной промышленности, в металлургии и при добыче нефти. С успехом применяются они в лабораторной практике.
Особенно перспективны внеклеточные полисахариды. Во-первых, они, как правило, продуцируются в значительно больших количествах, чем клеточные, их легче выделять и очищать. Во-вторых, они отличаются большим разнообразием, нередко уникальностью состава и структуры. Это не только расширяет сферу потенциального их применения в здравоохранении и производстве, но интересно и с научной точки зрения.
Изучение экзогликанов углубляет знание о физиологических возможностях микроорганизмов и приводит к открытию новых, ранее неизвестных соединений. Поиск важных для биотехнологии продуцентов полисахаридов предполагает всестороннее исследование особенностей развития бактерий, что имеет целью подбор оптимальных условий для биосинтеза этих полимеров. Исследование строения полисахаридов необходимо для объяснения того или иного эффекта, вызываемого ими.
Накоплено немало сведений об экзополисахаридах различных бактерий. Часто это определяется их практической значимостью. Но есть группы бактерий, в этом плане изученные мало. К таким отно-
сятся и коринеформные бактерии, включающие исследованные в настоящей работе сапротрофные микобактерий.
Целью данной работы явилось изучение способности сапротрофных микобактерий к биосинтезу внеклеточных полисахаридов, а также исследование химического строения последних.
Для достижения указанной цели были поставлены следующие задачи:
выяснение возможности биосинтеза свободных экзогликанов рядом сапротрофных микобактерий;
исследование некоторых закономерностей их продуцирования;
определение условий образования полисахаридов наиболее активными продуцентами;
изучение мономерного состава и особенностей строения экзогликанов активных продуцентов;
исследование структуры полисахарида Mycobacterium salivari-um , перспективного как биологически активное вещество.
Диссертационная работа выполнена в соответствии с планом научно-исследовательских работ кафедры микробиологии биологического факультета МГУ (государственный регистрационный номер 0І8П004030); тема включена в координационный план АН СССР (шифр координационного плана АН СССР 2-28-9-56).
ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ *
Грамотрицательные бактерии
Род Pseudomonas и родственные бактерии. Способность к биосинтезу экзополисахаридов является характерной особенностью многих бактерий данной группы. Экзогликан P.aeruginosa представляет собой частично ацетили-рованный I,4-связанный сополимер в-D-маннуроновой кислоты и её C5 эпимера cC-L-гулуроновой кислоты, - бактериальный аналог аль-гиновой кислоты, синтезируемой различными видами бурых морских водорослей (Jarman, 1979 ). Такой же полисахарид продуцируют, по-видимому, P.fluorescens , P.mendoolna и P.putida (Govan et al., 198l). Из бактерий других групп данный полимер синтезирует Azotobacter vinelandii (Jarman, 1979 ) В бактериальном альгина-те, как и в водорослевом, остатки уроновых кислот образуют блоки маннуроновой, гулуроновой и маннуронилгулуроновой кислот (в последнем эпимеры чередуются), причем их соотношение варьирует. Отличие же бактериального альгината заключается в том, что в нем часть ОН-групп при С2 и/или СЗ маннуроновой кислоты содержит ацетильные заместители. Ряд штаммов P.aeruginosa продуцирует экзо-гликаны, содержащие только блоки маннуроновой и маннуронилгулуроновой кислот, один штамм синтезирует чистую полиманнуроновуго кислоту (Carlson, Matthews, 1966; Piggott et al., 1982 ). Маннуроно-вая и гулуроновая кислоты - редкие компоненты экзогликанов бактерий. Первая обнаружена еще в полимере Arthrobacter viscosus , вторая - в двух полисахаридах Beijerinckia (Sloneker et al., 1968; Haug, Larsen, 1970; Cooke, Percival, 1975).
Гетерополисахариды других видов Poeudomonas (P.elodea , P. hydrogenovora, P.oleovorans, P.stutzeri, P.viscogena, Pseudomo-nas sp. sp. ) имеют общий компонент глюкозу; в них часто обнаруживаются галактоза, манноза, рамноза, встречаются гексуроновые кислоты, ацетат, пируват (Егоров и др., 1976; Orentas et al., 1963; Dellweg et al., 1975; Misaki et al., 1979; Williams et al., 1979; Nguen et al., 1980; Jansson et al., 1983b ). Полимер P. viscogena содержит гексасахар аллозу, не найденную в других эк-зогликанах бактерий (Misaki et al., 1979).
Внеклеточный полисахарид Xanthomonas campestris (ксантан) имеет уникальную структуру. Основная цепь его представляет собой молекулу целлюлозы, в которой каждый второй остаток глюкозы замещен ацетилированным, частично пирувилированным трисахаридом, состоящим из двух остатков маннозы и одного остатка глюкуроновой кислоты (jansson et al., 1975 ) Различные виды Xanthomonas , отличающиеся от x.campestris (=такеовид) только по взаимодействию С растением-хозяином (X.fragariae, X.papavericola, X.translucens, X.vesicatoria и другие) синтезируют экзогликаны типа ксантана (Gorin, Spencer, 1961b; Orentas et al., 1963; Fareed, Percival, 1976; Evans et al., 1979; Sutherland, 1979a).
Zoogloea ramigera образует большие количества разветвленного полимера, состоящего из глюкозы, галактозы и пирувата (ikeda et al., 1982). Различные представители рассматриваемого семейства также синтезируют гомогликаны: леваны /P.aureofaciens, P.chlororaphis , P.fluorescens, X.pruni, X.prunicae, Gluconobacter oxydans, G.oxydans subsp. suboxydans (Acetobacter suboxydans ) (Элисашвили, 1973, 1982; Lyne et al., 1940; Fuchs, 1956 )/, целлюлозу /Pseu-domonas sp., Z.ramigera (Deinema, Zevenhuizen, 1971 )/, декстран /G.oxydans eubsp.industrius (A.capsulatum) (Jeanes et al., 1954)/. Эти полисахариды весьма распространены в мире бактерий. P.fluorescens образует сравнительно редкий экзогликан маннан (Eagon, 1956).
Таким образом, бактерии рассмотренной группы продуцируют в целом близкие по мономерному составу экзогликаны. Их физиологические функции разнообразны и связаны с экологией продуцентов. Аль-гинат, синтезируемый патогенным для человека P.aeruginosa , защищает клетки от фагоцитоза. Он определяет устойчивость бактерий к антибиотикам и бактериоцинам (Jarman, 1979 ). Экзогликаны фитопа-тогенных ксантомонад участвуют в специфическом взаимодействии ("узнавании") бактерий с растительной тканью (вероятно, с галак - II томаннанами растения), для которого важна не только первичная структура полимера, но и его конформация, стабилизированная наличием ацильных заместителей (Morris et al., 1977 ). Полисахарид z.ramigera адсорбирует и концентрирует минеральные катионы, аминокислоты и другие источники углерода (Parsons, Dugan, 1971 ) Он способствует формированию колоний клеток; в этом процессе участвуют также целлюлозные фибриллы (Deinema, Zevenhuizen, 1971).
Род Acetobacter « Экзополисахариды бактерий этого рода с неясным систематическим положением исследованы достаточно полно. A.aceti subsp.xylinum (A.xylinum) - классический пример бактерий, синтезирующих внеклеточную целлюлозу (Goivin , Beer, i960). Её также образуют A.pasteurianus (A.kiitzingianus ) и A.acetige-num (Kaushal , Walker ,1951). Из бактерий других родов синтезируют целлюлозу некоторые виды Pseudomonas , Zoogloea , Azotobacer , Sarcina , подавляющее число видов Rhizobium и Agrobacteri-um (Deinema, Zevenhuizen, 1971; Holt, 1966; Napoli et al., 1975; Matthysse et al., 1981). Спонтанный мутант A.aceti subsp.xylinum , не образующий целлюлозы, продуцирует экзогликан, состоящий из глюкозы, маннозы, рам-нозы и глюкуроновой кислоты (Valla, Kjosbakken, 1981). A.aceti синтезирует леван, A.dextranicum - декстран (Элиса-швили, 1982; Jeanes et al., 1954). Род Azotobacter и род Bei.ierinckia . Большинство представителей этих азотфиксирующих бактерий синтезирует значительные количества внеклеточных полисахаридов. A.vinelandii образует бактериальный альгинат, как и рассмотренный выше Р aeruginosa (Jarman, 1979 ). A.chroococcum продуцирует отличный от альгината кислый гетерогликан (Lawson , Stacey, 1954). Полимеры B.indica (A.indicum ) и B.mobilis содержат ком - 12 понент альгиновых кислот - Ь-гулуроновую кислоту (Haug, Larsen, І970; Cooke, Percival , I9Y5) и включают еще один редкий для внеклеточных полисахаридов мономер - глицероманногептозу, компонент О-антигенов бактерий, найденную также в экзогликане Serratia mar-ceacens (Adams, Young, 1966). Штамм A.vinelandii образует целлюлозу (Deinema, Zevenhuizen, 1971). Альгинат, синтезируемый вегетативными клетками A.vinelandii, участвует в поглощении и детоксикации катионов металлов, регулирует аэрацию клеток. Этот полимер является основным компонентом наружных оболочек цист (Jarman, 1979).
Грамположительные бактерии
Род Streptococcus и родственные бактерии. Интенсивно исследуются экзополисахариды стрептококков вследствие их участия в патогенезе продуцентов.Описано более 80 капсульних серотипов Streptococcus (Diplo - 28 coccus) pneumoniae (пневмококка). Капсулы S.pneumoniae образованы гетерополимерами, за исключением серотипа 37, имеющего глю-кановую капсулу (Larm , Lindberg , 1976). Капсульные антигены пневмококков очень своеобразны. Наиболее общими нейтральными са-харами являются глюкоза и галактоза, последняя - иногда в фура-нозной форме, как в некоторых полисахаридах клебсиелл и E.coli ; во многих полимерах содержится рамноза, распространены уроновые кислоты, пируват и ацетат. Очень характерны аминосахара, отличающиеся большим разнообразием. Это глюкозамин, галактозамин, манно-замин и фукозамин; в гликане типа 5 обнаружен новый аминосахар пневмозамин (2-ацетамидо-2,6-дидезокси-Іі-талоза) (Larm , Lindberg, 1976), в полимере типа І - 2-ацетамідо-4-амино-2,4,6-тридезокси-D-галактоза, также прежде неизвестное природное соединение (Lindberg et al., 1980 ). Необычен для бактериального экзогликана фос-форилхолин, обнаруженный в полимере пневмококка типа 27 (Bennett, Bishop , 1977). Интересно, что он входит в состав тейхоевой кислоты клеточной стенки S.pneumoniae (Larm, Lindberg, 1976).
Многие пневмококковые антигены содержат полиолы рибит и глицерин. Рибит и глицерин - характерные компоненты тейхоевых кислот клеточной стенки различных грамположительных бактерий. Как уже отмечалось, капсульные полимеры некоторых бактерий, содержащие полиол-фосфатные мостики в основной цепи, фактически представляют собой тейхоевые кислоты. Это, помимо некоторых антигенов s.pneumoniae , также рибит-тейхоевые кислоты Н.influenzae типов а и b , глицерин-тейхоевая кислота E.coli К2, N.meningitidis Z . Итак, в отличие от тейхоевых кислот клеточной стенки , капсульные тейхоевые кислоты обнаруживаются не только у грамположительных бактерий, но и у грамотрицательных. Полимеры этого типа, содержащие арабит- и эритрит-фосфатные мостики между повторяющимися олигосахаридными звеньями, синтезируются соответственно серотипа - 29 ми І7Р и 22 S.pneumoniae и не имеют аналогов среди известных тейхоевых кислот (Purakayastha et al., 1979 ; Jansson et al., 1983a). В гликанах S.pneumoniae типов НА и I8A глицерофосфат образует боковые цепочки (Larm, Lindberg, 1976).
Компонентами иммунологических детерминант полимеров s.pneumoniae являются уроновые кислоты и пируват-кетальные остатки, причем большое значение имеет конфигурация и окружение последних (Heidelberger, Nimmich, 1976; Bennett, Bishop, 1977 ). По-видимому, для антигенной специфичности также важны О-ацетильные группы и остатки рамнозы. Степень участия аминосахаров в специфичности пневмококковых капсул непонятна.
Капсульные полисахариды пневмококков обладают антифагоцитарным действием и, вероятно, играют определенную роль во взаимодействии бактерий с макроорганизмом в начале инфекционного процесса (Езепчук, 1977). Из стрептококков других видов, подразделяемых на группы в зависимости от строения антигенов клеточной стенки, многие образуют экзогликаны разнообразного строения.
Стрептококки группы A ( S.pyogenes ), группы С и S.faecalis var.zymogenes (группа D ) синтезируют гиалуроновую кислоту (Kendall et al., 1937 ; Seastone, 1939 ; Bergan, Hovig, 1969 ),-6-(1 4)-связанный сополимер глюкуроновой кислоты и N-ацетилглюко-замина, широко распространенный в животных тканях. Из бактерий её образует также патогенный вид Pasteurella multocida (Cifonelli et al., 1967).
Гиалуроновая кислота существенна для вирулентности продуцентов, однако их типоспецифическим антигеном является не она, а капсульный белок. Стрептококки группы В ( S.agalactiae ) и S.suis (группа D ) образуют типоспецифические полисахариды, содержащие N-ацетилней - зо раминовую кислоту. Данные стрептококки - возбудители менингита, как и її.meningitidis групп В и С и E.coli KI , типоспецифические полисахариды которых представляют собой гомополимеры этого моносахарида. Гликаны всех типов стрептококков группы В (la, lb , П и Ш), помимо N-ацетилнейраминовой кислоты, содержат глюкозу, галактозу и глюкозамин (Jennings et al., 1980, 1983а,b ). Полисахариды S.suis типов I и 2 дополнительно включают галактозамин и рамнозу соответственно (Elliott, Tai, 1978 ). Антигенными детерминантами полисахаридов группы В являются остатки N-ацетилнейраминовой кислоты и соседние с ней или терминальные остатки В -галактозы боковых цепочек.
S.bovis (группа D ), один из представителей микрофлоры рубца жвачных, синтезирует два экзополисахарида: типоспецифический кап-сульный, состоящий из галактозы, рамнозы и уроновой кислоты, и свободный декстран (Cheng et al., 1976 ; Hobson, 1979 ). Капсула способствует прикреплению S.bovis к растительным клеткам.
Декстраны синтезируют также кариогенные стрептококки S.mutans, S.salivarius и S.sanguis (см. ниже), сапротрофный вид S.visco-sum , бактерии рода Leuconostoc - L.mesenteroides и L.dextrani-cum , классические продуценты декстранов ( Jeanes et al., 1954 ). По-видимому, все декстраны (группа с(-глюканов) имеют разветвленную структуру с боковыми цепочками, состоящими из двух и более остатков глюкозы. Для них характерен (1 6)-тип связей, в полимерах большинства бактерий также обнаруживаются (І-З)-связи. Некоторые декстраны содержат (1 2)- или (1 4)-связи. Все четыре типа связей в одном полимере, по-видимому, не присутствуют (Преображенская, 1977).
Компоненты среды
Источник углерода. Одним из важнейших факторов, обеспечивающих рост бактерий, является источник углерода. Большинство бактерий, синтезирующих экзогликаны, утилизирует широкий спектр углеродных субстратов, таких, как сахара, полиолы, аминокислоты (являющиеся также источником азота), органические кислоты, углеводороды и сложные натуральные субстраты типа мелассы, молочной сыворотки, кукурузной патоки и так далее (Stauffer, Leeder, 1978 ; Sandford, 1979; Sutherland, 1979a,1982; Sutherland, Ellwood,I979) При лабораторном культивировании бактерий - продуцентов экзогликанов наиболее часто применяют глюкозу и сахарозу. Ряд бактерий синтезирует внеклеточные полисахариды в средах с одноуглеродными соединениями (метан, метанол, СОо) в процессе автотрофного, в частности, фототрофного роста. Это облигатные мети-лотрофы Methylococcus capsulatus, Methylocystis parvus , Methylo-monas mucosa , штаммы Blastobacter viscosus, Hyphomicrobium sp., Pseudomonas oleovorans, P.viscogena, Rhodopseudomonas capsulata различные цианобактерии (Егоров и др., 1976; Логинова, Троценко, 1980; Moore, Tischer, 1965; Wyss, Moreland, 1968; Hou et al., 1978; Misaki et al., 1979; Sandford, 1979; Kanamaru et al., 1982; Omar et al., 1983). Некоторые бактерии проявляют субстратную избирательность. Это наблюдается обычно при биосинтезе декстранов и леванов, требующем наличия в среде сахарозы. Такая специфичность объясняется внеклеточным гликозил-трансферазным механизмом образования данных полимеров, при котором молекула сахарозы служит как донатором, так и акцептором гликозильных остатков (Расе, Righelato, 1980). По-видимому, аналогичным образом происходит биосинтез экзогликана типа гликогена N.perflava , наблюдаемый только в среде с сахарозой (Hehre, Hamilton, 1948 ). Actinomyces viscosus в отсутствие сахарозы образует не леван, а гетерогликан (Rosan, Hammond, 1974). Следует отметить, что даже если бактерии не обнаруживают строгой субстратной специфичности, они обычно предпочитают для синтеза экзогликанов вполне определенные источники углерода. Так, гиалуроновая кислота S.pyogenes синтезируется быстро и обильно в среде с глюкозой в течение всего периода роста, а в среде с галактозой она образуется лишь в первые часы инкубации и в очень незначительном количестве (Pierce, White, 1954 ). Для образования экзогликана z.ramigera оптимальным источником углерода является глюкоза, X.campestris - глюкоза и сахароза, R.erythropolis -глицерин, M.lacticolum 121 - н-гексадекан (Гоголева и др., 19766; Parsons, Dugan, 1971; Rapp et al., 1979; Souw, Demain, 1979). Следствием такого предпочтения обычно является, помимо возможности биосинтеза полимера, и различный его выход (Cadmus et al., 1963; Goto et al., 1971; Souw, Demain, 1979; Horan et al., 1981). Например, количество экзогликана, образуемого M.lacticolum 121 в средах с углеводородами, увеличивается с удлинением углеродного скелета применяемого н-алкана, а из множества Сахаров, используемых этой бактерией, максимальный выход полисахарида обеспечивают среды с глюкозой и рамнозой (Гоголева и др., 1973а,б). Подобные эффекты, по-видимому, могут быть опосредованы влиянием на развитие бактерий и других условий культивирования. Так, R.meliloti образует в среде с глюкозой меньше экзогликана, чем в среде с фруктозой (Courtois et al., 1979 ). При использовании глюкозы в культуральной среде накапливаются кислые продукты обмена, что отрицательно сказывается на процессе биосинтеза полимера, то есть в данном случае действие источника углерода опосредовано, по-видимому, эффектом рН среды.
Значительное влияние на выход экзополисахаридов оказывает концентрация углеродного субстрата в среде. Так, для максимального (в определенных условиях) образования колановой кислоты E.coli KI2 количество глюкозы в среде должно быть увеличено с 0,1 до 1% (Nakamura, Kawahara, 1974 ). Повышение содержания сахарозы в среде с I до 10%, не влияя на рост культур Acetobacter и Glucono-bacter, стимулирует биосинтез левана (Элисашвили, 1932). Количество декстрана, образуемого S.bovis , резко возрастает при увеличении концентрации сахарозы: при 0,5% её уровне вязкость культуральной среды не меняется, при 3% составляет 8 спз, при 6% -112 спз (Cheng et al., 1976).
Однако стимуляция биосинтеза экзогликанов повышением содержания углеродного субстрата в среде возможна до определенного предела, когда положительный эффект перестает проявляться или даже становиться отрицательным. Обычно это связано и с аналогичным действием на рост культуры. Так, увеличение концентрации глюкозы в среде культивирования Arthrobacter viscosus от І до 3% способствует образованию полисахарида, а изменение её от 3 до 6% не сказывается на выходе полимера (Cadmus et al., 19бЗ)« Содержание метанола в среде более Ь% является токсичным для М.parvus , хотя при повышении его концентрации от 2 до 4% количество экзогликана растет (Hou et al., 1978 ). Интересно, что увеличение концентрации глицерина с 5 до 10% подавляет рост P.aeruginosa и образование полисахарида, если температура культивирования составляет 25 или 37С и не влияет на этот процесс при 12С, температуре, оптимальной для биосинтеза полимера (Evans, Linker, 1973).
В целом обычно наблюдается такая закономерность, что максимальное накопление экзогликанов требует более высокие концентрации источника углерода в среде, чем максимальное накопление биомассы, то есть для оптимального биосинтеза полисахаридов желателен избыток углерода (Duguid, Wilkinson, 1953 ; Nakamura, Kawahara , 1974; Williams, Wimpenny, 1978; Souw, Demain, 1979; Walker et al., 1982). Однако при непрерывном культивировании A.vinelandii в лимитированных по углероду условиях полисахарид продуцируется в больших количествах с такой же высокой скоростью, как и при других исследованных лимитациях (Jarman et al., 1978). Аналогичный процесс имеет место и при непрерывном культивировании P.aeruginosa и X.campestris (Расе, Righelato, 1980). Вероятно, эти бактерии образуют экзогликаны в широком диапазоне условий.
Физико-химические факторы среды
Кислотность среды. Активная кислотность (рН) среды оказывает большое влияние на возможность биосинтеза внеклеточных полисахаридов и их количественный выход. От рН среды сильно зависит поглощение субстрата (Sutherland, 1979а).У некоторых бактерий значения рН, оптимальные для роста культуры и образования экзогликанов, совпадают (Гоголева и др., 1975; Lawford et al., 1979; Расе, Righelato, 1980 ). В других случаях рН влияет на биосинтез экзогликанов больше, чем на рост продуцентов. Так, рН ниже оптимального значения ингибирует и рост Pseudomonas sp., и накопление полисахарида, а рН выше оптимального не оказывает влияния на рост культуры, но подавляет биосинтез продукта (Williams, Wimpenny, 1978 ). Активность левансахаразы S.salivarius обнаруживает строгую зависимость от рН, хотя увеличение биомассы наблюдается в широком диапазоне значений кислотности (Garszczynski, Edwards, 1973)«
Способность синтезировать экзополисахарид может быть стабильной при изменении кислотности среды в определенных пределах. Например, выход гликана P.aeruginosa не меняется в интервале рН 6,0-8,0 (Goto et al., 1971). Кислотность среды может влиять и на уже синтезированный полимер. Показано, что в то время как содержание экзогликанов N.meningitidis серогрупп А и С в течение стационарной фазы роста стабильно, полисахарид группы В расщепляется, что связано с его чувствительностью к закислению культуральной среды и может быть устранено увеличением её буферности (Maloney et al., 1972).
Температура. Влияние температуры на биосинтез экзополисахари-дов бактериями довольно разнообразно. Обычно наблюдается следующая закономерность: максимальное образование гликанов происходит при температуре ниже оптимальной для роста. Классический пример низкотемпературного индуцирования биосинтеза внеклеточного полисахарида - образование М антигена энтеробактериями при 15-20С, отсутствующее в культурах, развивающихся при 37С (Grant et al., 1969). Активность декстрансахаразы Lactobacillus sp. проявляется при температуре не выше 37С, хотя культура продолжает активно расти и при 42 ( Dunican, Seeley, 1963). Количество декстрана L. mesenterodes растет с уменьшением температуры от 30 до ЮС ( Lawford et al., 1979 ). Оптимум температуры для биосинтеза курд-лана A.faecalis var.myxogenes - 28С, а для роста продуцента -32С (Harada et al., 1964). При отклонении от 30С значительно подавляется образование экзогликана Pseudomonas sp. , однако активный рост наблюдается и при 40 (Williams, Wimpenny, 1978 )Штаммы P.aeruginosa продуцируют при 12С больше альгината, чем при 25 и 37С (Evans, Linker, 1973). Однако в других условиях количество полисахарида P.aeruginosa увеличивается при повышении температуры от 25 до 37С (Goto et al., 1971).
В ряде случаев температурные оптимумы роста бактерий и образования экзогликанов совпадают (Tshuchiya et al., 1952; Dunican, Seeley, 1965; Mire Man et al., 1973). Аэрация. Большинство бактерий, синтезирующих экзополисахариды, - аэробы или факультативные анаэробы. Количество образуемых ими гликанов обычно выше в условиях нелимитированного доступа кислорода. Так, аэрация культур энтеробактерий, факультативно-анаэробных микроорганизмов, необходима для продуцирования ими экзогликанов (Duguid, Wilkinson, 1953; Sutherland, 1979а). Однако увеличение аэрации выше определенного уровня может отрицательно влиять на биосинтез полисахаридов, как это имеет место у M.lacticolum 121, видов Acetobacter , синтезирующих целлюлозу (Егоров и др., 1973; Dudman, I960 ). При увеличении аэрации культуры A.vinelan-dii сверх определенного предела биосинтез экзогликана ингибиру-ется, а источник углерода метаболизируется с образованием СОо (Jarman et al., 1978). Некоторые виды Rhizobium лучше развиваются и образуют больше экзогликанов в условиях низкой аэрации среды (Sutherland, 1982 ). Интересно, что выращивание Actinomyces vis-cosus в атмосфере аргона стимулирует как рост культуры, так и биосинтез ею левана (Krichevsky et al., 1969).
Способность к образованию экзогликанов присуща не только аэробным бактериям. Например, C.perfringens образует полисахариды в строго анаэробных условиях (Cherniak, Henderson, 1972).
По-видимому, оптимальным для биосинтеза экзогликанов уровнем аэрации среды культивирования бактерий следует признать тот, ко - 51 торый обеспечивает нормальное функционирование клеточных структур данного вида в соответствии с принадлежностью его к тому или иному подразделению бактерий по признаку потребности в кислороде.
