Исследование уровней включения изотопов 2Н- и 13С в аминокислоты суммарных белков метилотрофных микробов
Исследование уровней включения изотопов 2Ни 13С в аминокислоты суммарных белков метилотрофных микробов
2Ни 13С-меченные аминокислоты в составе гидролизатов белка биомассы были получены в критериях, подобных таким для секретируемых аминокислот (табл. 4). Хотя в таблице 4 приведены данные только для 10 аминокислот, не вызывает сомнения, что в других аминокислотах уровни изотопного включения сравнимы, хотя они не детектируются данным способом. Это предположение подтверждается данными по разделению белковых гидролизатов метилотрофных микробов способом ионнообменной хроматографии, где детектируется уже 16 аминокислот (см. рис. 3).
Приобретенные данные свидетельствуют о способности заслуги наибольших уровней включения размеренных изотопов 2Н-и 13С в аминокислоты. К примеру, в случае с дейтерированными аминокислотами этого результата удалось достигнуть за счет адаптации культуры B. methylicum к росту и биосинтезу на среде с наибольшей концентрацией 2Н2О. Как видно из табл. 4, при росте B. methylicum на данной среде, содержащей 98 об.% 2Н2О, уровни включения 2Н в остатки глицина, аланина, и фенилаланина составляют 90, 97,5, и 95% соответственно. Как и следовало ждать, в этих критериях метка распределена умеренно по всем положениям углеродного скелета молекул аминокислот.
В опытах по получению аминокислот за счёт биоконверсии 13СН3ОН метилотрофными микробами M. flagellatum была показана эффективность мечения аминокислот 13С. Так, в фенилаланине детектировалось 80,5 % метки, в аланине — 95 %, в глицине — 90% (см. табл. 4).
Таблица 4.
Уровни включения 2Н и 13С в аминокислоты общих белков биомассы B. methylicum и M. flagellatum (данные получены для Z-и Dns-производных аминокислот*).
Аминокислоты
Содержание 2Н2О в среде, об%
24,5 49,5 73,5 98,0
1 % 13СН3ОН
Глицин
15,0
35,0
50,0
90,0
90,0
Аланин
20,0
45,0
62,5
97,5
95,0
Валин
15,0
36,3
50,0
50,0
50,0
лейцин (изолейцин)
10,0
42,0
45,0
49,0
49,0
фенилаланин
24,5
37,5
50,0
95,0
80,5
тирозин
20,0
48,8
68,8
92,8
53,5
Серин
15,0
36,7
47,6
86,6
73,3
аспарагиновая кислота
20,0
36,7
60,0
66,6
33,3
глутаминовая кислота
20,0
40,0
53,4
70,0
40,0
Лизин
10,0
21,1
40,0
58,9
54,4
*Данные по включению 2Н в аминокислоты приведены для B. methylicum при росте на средах, содержащих 2 об.% CH3OH и 24,5; 49,5; 73,5; 98,0 об.% 2Н2О.
Данные по включению 13С приведены для M. flagellatum при росте на среде, содержащей 1 об.% 13СН3ОН и 99 об.% Н2О.
Во всех опытах уровни включения 2Н и 13С в метаболически связанных аминокислотах нашли определённую коррелляцию. Так, уровни изотопного обогащения валина и лейцина, фенилаланина и тирозина совпадают (см. табл. 4). Уровни изотопного включения в глицине и серине, аспарагиновой и в глутаминовой кислотах также имеют близкие величины. Сравнивая данные таблицы 3 и 4 можно заключить, что уровни изотопного обогащения секретируемых аминокислот и соответственных аминокислотных остатков суммарного белка в целом также коррелируют. Причина неких наблюдаемых расхождений в уровни включения изотопов в аминокислоты до конца не выяснена.
Как и в случае с секретируемыми аминокислотами, при росте микробов на средах, содержащих 98 об.% 2Н2О либо 1 об.% 13СН3ОН, низкие уровни включения 2Ни 13С в остатки лейцина (изолейцина) и метаболически связанные с ним аминокислоты, обоснованы ауксотрофностью микробов в лейцине (изолейцине).