Химический состав и структура клеточной стенки грибов
Клеточная стенка грибов многослойная, при этом разные слои образованы различающимися по химическому составу структурными углеводами, которые по химическому составу можно разделить на 3 группы:
- полимеры глюкозы (глюкан, хитин, целлюлоза). Глюканы составляют наружный слой клеточной стенки большинства грибов. Внутренний слой грибной клеточной стенки образован цепочками хитина, придавая ей жесткость. Хитин замещает целлюлозу, которая у большинства грибов отсутствует, но входит в состав клеточной стенки оомицетов, которые в настоящее время к типичным грибам не относятся. Деацетилированный хитин получил название хитозан, который в комплексе с хитином образует клеточную стенку зигомицетов.
- полимеры других моносахаридов (маннозы, галактозы и др.) в отличие от высших растений, где они составляют основу матрикса под общим названием гемицеллюлоза, менее характерны для грибов. Исключение составляют дрожжи, в клеточных стенках которых особенно много полимеров маннозы, называемых маннаны. Предполагают, что такой состав стенки лучше обеспечивает почкование.
- полимеры углеводов, ковалентно связанные с пептидами (гликопротеины) формируют срединный слой многослойной клеточной стенки и играют важную роль, как в поддержании структурной целостности клеток, так и в ее обменных процессах с окружающей средой.
К другим специфическим особенностям грибной клетки относятся: отсутствие пластид, что сближает ее с клеткой животных;
Отсутствие крахмала, который у эумицетов замещается полисахаридом, близким к животному крахмалу гликогену, у оомицетов – полисахаридом, близкому к ламинарину бурых водорослей. Вырабатывается и целый ряд специфических для грибов запасных углеводов.
Выработка специфических вторичных метаболитов, из которых большую роль играют антибиотики, фито– и микотоксины, фитогормоны.
К специфическим особенностям грибов относятся также гетерокариоз и парасексуальный процесс.
У грибов очень широко распространено явление гетерокариоза или разноядерности, при котором в одной клетке длительное время сохраняются ядра, гетероаллельные по некоторым генам.
Гетерокариоз заменяет гаплоидным грибам гетерозиготность и способствует быстрой адаптации грибов к меняющимся условиям.
Наличие разноядерности обусловлено рядом специфических особенностей грибов:
- 1. наличие более одного ядра в клетке
- 2. специфическое строение клеточной перегородки, в которой имеется одно или несколько сквозных отверстий, называемых порами, через которые ядра могут мигрировать из одной клетки в другую
- 3. гифы внутри одной колонии и даже разных близко расположенных колоний, выросших из разных спор одного вида гриба часто срастаются, в результате чего возможен обмен ядрами разных штаммов.
Парасексуальный (псевдополовой) процесс. Если в гетерокариотичных клетках сливаются ядра, гетероаллельные по какому-либо локусу, возникает гетерозиготное диплоидное ядро. Оно может попасть в спору и дать начало диплоидному гетерозиготному клону. В процессе митозов диплоидные ядра могут возвращаться в гаплоидное состояние вследствие потери одного набора хромосом или в них может происходить обмен участками хромосом (митотический кроссинговер). Оба процесса сопровождаются рекомбинацией родительских генов и, следовательно, фенотипов. Парасексуальная (бесполовая) рекомбинация очень редкое явление, не превышающее одного ядра на миллион, но вследствие огромного числа ядер в мицелии постоянно наблюдается в популяциях грибов.
Размножение – вегетативное, бесполое, половое.
Вегетативное – фрагментация таллома, образование хламидоспор, которые после периода покоя прорастают в мицелий, почкование у дрожжей.
Бесполое размножение у разных грибов может осуществляться подвижными и неподвижными спорами. Зооспоры образуют относительно небольшая группа грибов и грибоподобных организмов – водные и некоторые наземные, у которых отчетливо прослеживаются генетические связи с водными грибами и водорослями. Структура жгутиков является важным диагностическим признаком при отнесении к определенному царству. У подавляющего большинства грибов при бесполом размножении образуются неподвижные споры, что указывает на их очень давний выход на сушу. По месту формирования и локализации различают эндогенные, образующиеся в спорангиях спорангиоспоры и экзогенные (конидии), развивающиеся на специальных гифах – конидиеносцах. Конидии образуются у большинства грибов (аскомицеты, базидиомицеты, некоторые зигомицеты) составляя конидиальное спороношение, которое отличается огромным многообразием и широко используется для диагностики грибов.
Половое размножение грибов имеет свою специфику как в морфологии полового процесс, так и в механизмах генетической и физиологической регуляции пола и передачи наследственной информации.
Соматогамия – самый распространенный и наиболее простой тип полового процесса, заключается в слиянии двух не дифференцированных на гаметы соматических клеток. Иногда он протекает даже без слияния клеток – сливаются ядра внутри клетки. Встречается у большинства базидиомицетов, сумчатых дрожжей и некоторых др. таксонов.
Гаметангиогамия – на гаплоидном мицелии обособляются гаметангии, при половом процессе сливается их содержимое. Такой половой процесс характерен для большинства сумчатых грибов. Вариантом гаметангиогамии является зигогамия у зигомицетов.
Гаметогамия в виде изо- гетеро и оогамии у грибов встречается значительно реже, чем у других эукариот. Изо- и гетерогамия встречается лишь у хитридиомицетов. Классическая оогамия с образованием сперматозоидов и яйцеклеток у грибов не выражена, а встречаются сильно измененные варианты.
По особенностям регуляции пола у грибов выделяют несколько типов полового процесса
Гинандромиксис можно рассмотреть на примере двудомных оомицетов, у которых оогонии и антеридии развиваются на разных талломах, например фитофтора или картофельный гриб. Если генетически однородный штамм выращивать в монокультуре, то он размножается только бесполым способом. Если рядом оказываются мицелии двух штаммов, то у них прослеживаются морфогенетические изменения под действием химических выделений стероидной природы – половых феромонов. Антеридиол индуцирует образование антеридиев у партнера, а оогониол –оогониев. При этом регуляция пола имеет относительный характер: будет ли штамм образовывать антеридии или же оогонии, зависит от количественного соотношения соответствующих феромонов у него и его партнера. Отсюда название полового процесса – гинандромиксис.
Димиксис или гетероталлизм. Уже давно было подмечено, что грибы могут быть гомо- или гетероталличными. У гомоталличных видов при половом процессе сливаются генетически идентичные ядра внутри мицелия. У гетероталличных видов для прохождения полового цикла необходимо на каком-то этапе (различном у разных видов грибов) слияние потомков спор (точнее, их ядер). Для половой совместимости двух штаммов необходимо генетическое различие (гетероаллельность) в определенных локусах, называемых локусами спаривания. У большинства грибов (зигомицеты, аскомицеты, часть базидиомицетов) имеется один локус спаривания с двумя аллелями. Локус спаривания состоит из нескольких генов, котрые управляют синтезом половых феромонов. Такой гетероталлизм называется однофакторным или биполярным. Потомство таких грибов после мейоза разделяется на две самонесовместимые, но взаимно совместимые группы в соотношении 1:1, т.е. вероятность родственного(инбридинга) и неродственного(аутбридинга) скрещивания составляет как и у двуполых высших эукариот 50%.
В геноме высших базидиальных грибов имеется два локуса спаривания – A и B, причем совместимы друг с другом только штаммы гетероаллельные по обоим локусам (Ax Bx совместим с Ay By, но не с Ax By и Ay Bx). Такой гетероталлизм называют двухфакторным или тетраполярным. Он снижает вероятность инбридинга до 25 %.
Диафоромиксис – у высших базидиомицетов имеется не два, а много аллелей локуса спаривания, случайно встречающихся у разных штаммов, слагающих популяцию. Такой контроль спаривания обеспечивает 100% вероятность аутбридинга, так как штаммы, имеющие разные аллели, взаимносовместимы, а аллелей очень много. В результате образуются панмиксные гибридные популляции.
Жизненные циклы грибов также разнообразны как и сами грибы. Основные циклы, их принадлежность к отделам грибов
- 1.Бесполый цикл характерен для огромной группы несовершенных или митогрибов, утративших половое размножение. Деление их ядер исключительно митотические. Подавляющее большинство митогрибов относится к сумчатым грибам, но в связи с утратой полового процесса, составляют формальную группу несовершенных грибов или дейтеромицетов.
- 2. Гаплоидный цикл. Вегетативный таллом несет гаплоидные ядра. После полового процесса (сингамии) диплоидная зигота (обычно после периода покоя) делится мейотически – зиготический мейоз. Характерен для зигомицетов и многих хитридиомицетов.
- 3. Гаплоидно-дикариотический цикл характеризуется тем, что после слияния содержимого гаметангиев (гаметангиогамия) или соматических клеток гаплоидного мицелия (соматогамия) ядра образуют дикарионы (пары генетически разных ядер). Они синхронно делятся, образуя дикариотический мицелий. Половой процесс завершается слиянием ядер дикариона, образующаяся зигота делится мейозом без периода покоя. Мейоспоры составляют половое спороношение сумчатых и базидиальных грибов в виде аскоспор и базидиоспор. При их прорастании образуется гаплоидный мицелий. У подавляющего большинства сумчатых грибов (кроме дрожжей и тафриновых грибов) в жизненном цикле преобладает гаплоидная фаза в виде вегетативного мицелия (анаморфа), дикариотическая фаза кратковременна и представлена аскогенными гифами, на которых образуются сумки (телеоморфа). У базидиальных грибов в жизненном цикле преобладает дикариотическая фаза, гаплоидная фаза кратковременна.
- 4. Гаплоидно-диплоидный цикл в виде изоморфной смены поколений у грибов встречается редко (некоторые дрожжи и водные хитридиомицеты).
- 5. Диплоидный цикл характерен для оомицетов и некоторых сумчатых дрожжей. Вегетативный таллом диплоидный, мейоз гаметический, наблюдается при формировании гаметангиев или гамет.
Экологические группы грибов.
Грибы и грибоподобные организмы входят во все наземные и водные экосистемы, как важнейшая часть гетеротрофного блока, вместе с бактериями занимая трофический уровень редуцентов.
Широкое распространение грибов в биосфере определяется рядом важнейших особенностей:
- 1. Наличие у большинства мицелиальной структуры таллома. (позволяет быстро осваивать субстрат, иметь большую поверхность контакта со средой).
- 2. Большая скорость роста и размножения, позволяющие в короткие сроки заселять большие массы субстрата, образуя огромное число спор и распространять их на большие расстояния.
- 3. Высокая метаболическая активность, проявляющаяся в широком диапазоне значений экологических факторов.
- 4. Высокая скорость генетической рекомбинации, значительная биохимическая изменчивость, экологическая пластичность.
- 5. Способность быстро переходить к состоянию анабиоза, переживать неблагоприятные условия в течение длительного времени.
Главным экологическим фактором для грибов является пищевой субстрат. По отношению к этому фактору выделяют основные группы грибов, которые называются трофическими группами.
1. Сапротрофы – обитают на растительных остатках
Краткая характеристика отделов грибов
Под систематикой следует понимать разделение представителей царства грибов на отделы, классы, порядки, семейства, роды и виды.
Она основана на комплексе признаков, ведущими из которых являются особенности строения мицелия и его клеточных стенок, способы размножения грибов, характер формирования, формы и размеры спор, физиологические и другие особенности грибных организмов.
Современная систематика строится с учётом эволюционных связей между отдельными группами грибов и часто включает методы ДНК-анализа.
Каждый вид грибов имеет бинарное название.
Первое слово обозначает название рода, в который помещён данный вид, второе показывает видовой эпитет. В конце названия гриба указывается в сокращённой транскрипции в скобках фамилия автора, который ввёл для гриба данное видовое название, после скобок автора, предложившего комбинацию родового и видового эпитетов.
Peridermium pini (Pers) — Lev. Название грибов даётся на латыни, что обеспечивает взаимопонимание специалистов из разных стран.
Грибы, имеющие крупные плодовые тела (макромицеты) часто имеют народное название на языке той или иной страны. По разным данным в настоящее время насчитывается 100-120 тысяч видов грибов.
Они делятся на 2 царства: царство Грибоподобные организмы (Chromista) и царство Настоящие грибы (Fungi, Mycota). В основу такого деления положены строение мицелия и клеточных стенок и другие особенности. Грибоподобные организмы как правило имеют зачаточный мицелий или одноклеточный, и подвижные зооспоры.
В состав клеточных оболочек часто входит целлюлоза.
Отдел Оомикота (Oomycota) объединяет свыше 550 видов от примитивных водных организмов до высокоспециализированных паразитов наземных растений. Вегетативное тело представлено хорошо развитым несептированным (без перегородок) мицелием. Бесполое размножение осуществляется 2-жгутиковыми зооспорами, реже конидиями. Половое размножение осуществляется ооспорами.
В клеточных стенках гиф содержится целлюлоза. Наибольший интерес среди грибов этого отдела имеют 2 порядка:
1) Сапролегниальные (Saprolegniales) и 2) Пероноспоровые (Peronosporales).
Сапролегниальные грибыобитают преимущественно в пресных водоёмах, большинство из них живут как сопротрофы на растительных и животных остатках.
Некоторые паразитируют на водорослях, водных грибах, икре рыб и лягушек, молоди рыб. Паразитные виды вызывают болезнь рыб, раков и других водных обитателей – Сапролегниоз. Представитель – Saprolegnia parasitica.
Порядок Пероноспоровые грибы объединяет преимущественно наземные виды с хорошо развитым несептированным мицелием.
У высокоорганизованных видов образуются конидиеносцы с конидиями, они имеют чётковыраженное ветвление, на основание которого грибы делятся на несколько родов (см. Лабораторную работу). Они вызывают заболевания растений под общим названием Ложная мучнистая роса. Представитель – Phytophtora infestans, кот.
вызывает фитофтороз картофеля. Plasmopara viticola – ложная мучнистая роса винограда (мильдью).
Отдел Миксомикота объединяет гетеротрофные организмы, у которых вегетативное тело представлено голым многоядерным протопластом, который называется плазмодий (амебоид).
Эти грибы также называют слизевики (от греч. Myxa – слизь). Плазмодий способен к амёбоидному движению по субстрату. Он представляет собой бесцветное или яркоокрашенное вегетативное тело, площадью от нескольких квадратных миллиметров, иногда до одного квадратного метра. Плазмодий питается сопрофитно, поглощая питательные вещества всей поверхностью.
Передвигается с помощью выростов протоплазмы (псевдоподиев). Обитает в темноте под корой деревьев, внутри гнилой и влажной древесины под опавшей листвой. Ко времени образования спор плазмодий выползает на поверхность субстрата и целиком преобразуется в орган спороношения, имеющий в зависимости от вида гриба различную форму и окраску.
Миксомикота включает порядка 400 видов.
Наиболее яркие представители: Lycogala epidendrum (Ликогала древесинная или Волчье вымя), Stemonitis fusca (Стеманитис бурый).
Отдел Плазмодиофоромикота (прим. 60 видов) включает виды, имеющие внутриклеточный плазмодий. Они отличаются сложным циклом развития и являются внутриклеточными паразитами. Клетки растения-хозяина выполняют функцию своеобразного вместилища спор.
Паразитируя на растениях, плазмодиефоровые грибы вызывают гипертрофию тканей растения и образование опухоли. Наиболее важные представители входят в 2 рода – 1)Плазмодиофора (Plasmodiophora) и 2)Спонгоспора (Spongospora). Из рода Плазмодиефора наиболее известный представитель – Plasmodiоphora brassicae (Плазмодиефора капустная). Вызывает болезнь – кила капусты и других крестоцветных – на корнях поражённого растения образуются наросты и вздутия, постепенно превращающиеся в очень крупные опухоли самой разнообразной формы.
Такие корни почти не ветвятся, мало всасывают воды. Листья становятся вялыми, желтоватыми. При сгнивании корней капусты споры слизевика попадают в почву, где они могут сохраняться годами до наступления благоприятных условий влажности и температуры. Образовавшиеся при прорастании спор миксоомёбы проникают в корневые волоски капусты, где формируется многоядерный плазмодий.
Из Спонгоспоровых грибов значение имеет Спронгоспора паслёновая (Spongospora solami) – поражает клубни, корни растений картофеля, томатов и других паслёновых.
Являются возбудителем порошистой парши картофеля.
В настоящее время доминирует подход, согласно которому на основании доступных ультраструктурных и молекулярных данных возможно распределить филы (отделы) грибоподобных протистов между царствами Protista (включая Myxomycota), Fungi s. str. и группой отделов водорослей с хлорофиллами С1 и С2 (Chromista), т. е. между простейшими, настоящими грибами и водорослями.
К группе настоящих грибов отнесены также организмы, таллом которых функционально объединяет грибы и водоросли, а именно лишайники, или лихенизированные грибы.
Согласно современным взглядам, отделы грибоподобных протистов филогенетически независимы друг от друга и каждый из них фактически может считаться самостоятельным царством.
Экологическая и трофическая эволюция в однотипных условиях среды обитания привела к тому, что талломы столь разных групп грибных организмов, развиваясь параллельно и независимо друг от друга, выработали конвергентные (сходные) линии развития морфологических структур.
Клеточная стенка грибов
Клеточная стенка является частью клеточной оболочки, в состав которой входит также периплазматическое пространство.
Клеточная стенка (КС) выполняет следующие основные функции:
- 1. Защита от воздействия окружающей среды
- 2. Сохранение формы
- 3. Участие в обменных процессах: регуляция поступления питательных веществ и выделение метаболитов.
- 4. Опосредованно участвует в процессах размножения.
Клеточная стенка представляет собой слоистую структуру толщиной около 25 нм:
- – 1-ый (наружный) слой — это тонкая липопротеиновая мембрана;
- – 2-ой слой – значительно более толстый слой – представляет собой маннано-протеиновый комплекс;
- – 3-ий слой состоит из глюкана, он имеет слоистую структуру.
При оптимальных условиях роста число слоев – три, но иногда их количество увеличивается, в основном за счет глюканового слоя, толщина которого может возрасти с 20 до 200 нм и клеточная стенка утолщается.
Возникновение почки происходит быстрее в тех клетках, которые содержат больше маннана. При увеличении доли глюкана в КС последняя становится менее эластичной и образование почки затрудняется. От соотношения между глюканом и маннаном зависит форма клеток (при увеличении содержания глюкана наблюдается удлинение клетки). Возраст клетки, условия культивирования могут существенно повлиять на соотношение между этими компонентами.
Например, при отсутствии инозитола (витамина В8) клеточная оболочка содержит меньше маннана, белка и фосфора, но больше глюкана и глюкозамина, чем в нормальных условиях культивирования.
На долю клеточной стенки приходится от 6 до 25% сухой массы клетки.
Химический анализ клеточной стенки показывает, что она состоит в основном из глюкана и маннана; наряду с этими компонентами в стенке присутствуют хитин и белок.
В пересчете на сухие вещества (%СВ) клеточные стенки Клеточные стенки хлебопекарных дрожжей в среднем содержат глюкана –29, маннана – 31, белков – от 6 до 13%, липидов – от 2 до 9, Хитина – от 3 до 5%, минеральных веществ – 3%.
Почечные рубцы, изолированные из клеточных оболочек дрожжей содержат около 85% маннозы, 4% глюкозы и 2,7% глюкозамина. В рубцах и примыкающих к ним зонах, кроме того, локализуется хитин.
Глюкан
Глюкан – это сложный полимер глюкозы (молекулы глюкозы соединены между собой β — 1,6 и β- 1,3 связями), располагающийся во внутреннем слое клеточной стенки, прилежащем к плазмалемме, или клеточной мембране. Глюкан — основной структурный компонент клеточной стенки, поскольку при его удалении она полностью разрушается.
Стенки сахаромицетов содержат по крайней мере 3 типа β- глюкановых полимеров, молекулярная масса который составляет около 250 кДа (табл. 3.1). Соотношение между фракциями зависит от условий культивирования.
Таблица 3.1 – Глюканы клеточной стенки
Фракции глюкана | Содержание в КС, % | Доля β-1,6 связей | Функция |
Щелочерастворимый | 20% | 8-12 | Аморфный матрикс, связан с маннаном |
Щелоче-кислото-нерастворимый β-1,3-глюкан | 30-35% | До 3 | Неразветвленный.
Определяет форму клетки, прочностные свойства стенки. Формирует фибриллярную сеть |
Щелоче-кислото-растворимый β-1,3-глюкан | 5% | Высоко разветвленный. Аморфный матрикс, связан с маннаном, рецептор для киллер-токсинов |
Синтез глюкана практически заканчивается с завершением формирования почки.
При этом участвует фермент глюкансинтаза. Она в мало- или неактивной форме доставляется в везикулах к плазмолемме, где активируется и синтезирует полисахарид.
Мишенью действия эхинокандинов является мембранный протеин грибов – в-1,3-D-глюкансинтаза, основной фермент, участвующий в синтезе биополимеров (прежде всего в-1,3-D-глюкана) клеточной стенки патогенных грибов.
Необходимо отметить, что такие полисахариды, как в-1,3-D-глюкан, являются необходимым компонентом стенок грибной клетки, но отсутствуют на поверхности клеток человека.
В клеточной стенке Candida spp. и Aspergillus spp. присутствуют также и другие полисахариды – в-1,4-D-глюкан, в-1,6-D-глюкан, галактоманнан, хитин, – но большинство данных говорит о том, что в основе антимикотического эффекта эхинокандинов является подавление ферментативного синтеза именно в-1,3-D-глюкана.
Эхинокандины, применяемые в настоящее время, неконкурентно ингибиру-
Установлено, что синтез глюкана, также как и маннана зависит от условий культивирования : режима подачи углеводного и азотного питания, t0 культивирования, аэрации и т.п.
Маннан
Маннан – разветвленный полимер маннозы, находится главным образом во внешних слоях клеточной стенки.
Маннозные звенья в маннане соединены между собой α -1,6 связями, а боковые ответвления образованы за счет α-1,2 и α-1,3 связей. Удаление маннана не изменяет общую форму клетки.
Третий углеводный компонент стенки, хитин, представляет собой полимер N-ацетилглюкозамина; он обнаруживается в участках клеточной стенки, ассоциированных с дочерними шрамами.
В свою очередь глюканы и хитин образуют каркас, придающий КС необходимую форму. Известно, что рецепторами киллер токсинов являются β-1-6-глюканы.
Белок составляет 10% сухого веса клеточной стенки. Между глюканом и маннаном находятся структурные белки, связанные с полисахаридами дисульфидными мостиками, содержание которых варьирует в зависимости от условий культивирования и физиологического состояния дрожжей. Эти белки образуют на поверхности КС осмиофильный белковый слой толщиной до 10 нм
Часть белка клеточных стенок связана с ферментами.
В основном это маннанопротеины, которые содержат в качестве составной части молекулы до 50% маннана. Также есть небольшое количество глюканопротеинов.
Роль маннанопротеинов (МП) заключается в следующем:
Они выполняют роль рецепторов, воспринимающих многочисленные сигналы, поступающие в клетку из среды
Участвуют в осуществлении контактов между организмами ( входят в состав аглютининов)
Определяют иммунологические свойства дрожжей
Многие из ферментов, находящихся в КС и периплазматическом пространстве , представляют собой маннопротеины ( инвертаза, кислая фосфатаза, аспарагиназа, β-глюканаза, α-галактозидаза, хитиназа и другие, всего их около 18)
На ранних стадиях своего созревании входят в состав киллер токсинов и феромонов
Связаны с процессами полового размножения дрожжей
МП, распологающиеся на поверхности клеточной стенки , являются цементирующими компонентами, связывающими остальные составные части КС в единую структуру.
Биосинтез МП протекает в различных клеточных структурах.
Он начинается в эндоплазматическом ретикуле ( ЭПР), продолжается в мембранных структурах типа аппарата Гольджи и секреторных везикулах, а завершается в цитоплазматической мембране (ЦПМ).При сливании везикул с плазмолеммой важную роль играют Ca, Mg, Mn.
Из ферментов, в состав которых входят гликопротеины, следует обратить внимание на инвертазу, кислую фосфатазу и трегалазу.
Эти ферменты находятся как в КС, так и в периплазматическом пространстве (ППП) и могут секретироваться дрожжевыми клетками наружу в окружающую среду.
Инвертаза или фосфофруктозидаза гидролизует сахарозу, основной углевод мелассы, на глюкозу и фруктозу.
Изветны щелочная и кислая фосфатазы. Максимальная активность наблюдается именно у кислой фосфатаза, т.к.
процессы жизнедеятельности дрожжей в бродильных производствах происходят при рН менее 5,5, в то время как оптимум рН для щелочной фосфатазы составляет 7,0. Кислая фосфатаза гидролизует различные эфирные связи фосфорной кислоты, в частности освобождая ортофосфат из молекул АТФ.
Дрожжи имеют две основные формы кислой фосфатазы, репрессируемую – синтез которой ингибируется ортофосфатом среды, и конститутивную — уровень которой не зависит от концентрации РО4-3 в питательной среде.
Трегалаза – фермент гидролизующий запасной дисахарид трегалозу с образованием двух гликозидных остатков.
МАННАН, полисахарид, состоящий главным образом из остатков D-маннозы.
М. обнаружены в составе высших растений, в морских водорослях и микроорганизмах (дрожжах). МАННАН микроорганизмов отличаются по своему строению и свойствам от М.
высших растений. МАННАН дрожжей входит в состав их клеточных стенок в виде комплекса с глюканом и белком. Установлено, что в состав полисахаридов сусла и вина входят М. с мол. массой 46200—60000; их главные молекулярные линейные цепи построены из (3-1,3-D иа-1,6-Е)-маннопиранозных фрагментов, а боковые разветвления — из фрагментов а-1,6-Б-маннопиранозы.
В процессе брожения в молодом виноматериале содержание М. увеличивается на 30—70% по сравнению с его содержанием в сусле до брожения. Повышению содержания М. в вине способствует использование пылевидных рас чистой культуры дрожжей и длительная выдержка вина на дрожжевом осадке. М. играет определенную роль в формировании мягкого вкуса вина. В то же время установлено, что помутнение столовых вин связано с выделением в осадок маннана.
Хитин
Хитин – линейный полисахарид, построенный из остатков N-ацетилглюкозамина, соединенных между собой β-1-4 связями.
Хитиновые цепи упакованы в фибриллы, нерастворимые в воде. Он выполняет функцию целлюлозы, которая входит в состав клеточных стенок растений. Отличие заключается в том, что гидроксильные группы при 2-ом углеводном атоме остатков глюкозы замещены на ацетилированные аминогруппы.
Содержание хитина зависит от вида дрожжей и условий культивирования.
Локализован он исключительно в первичной септе (перегородке), образующейся при делении клетки и только около 10% хитина распределяется по поверхности дрожжей.
Возникновение почки начинается с образования хитинового кольца, которое затем разрастается, образуя септу.
Хитин первичной септы окружен другими углеводами — β-глюканом и маннанопротеином, составляющими вторичную септу. Хитин синтезируется из Г-6-Ф при участии хитинсинтазы. Биосинтез хитина не только сконцентрирован в определенном месте на поверхности клетки, но и осуществляется в определенный период клеточного цикла, включающий возникновение и формирование почки.
Скорость синтеза хитина возрастает у клетки, достигшей 25% от размера материнской, а затем падает.
Хитинсинтаза (ХС) в клетках находится в 2-х формах — неактивной или малоактивной (зимогенной) и высокоактивной.
Кофакторами фермента являются Mg, Mn, Co. Почти вся хитинсинтаза находится у сахаромицетов в плазмолемме (2/3). Небольшая активность проявляется в клеточных мембранах, в т.ч. мембранах эндоплазматического ретикулума (ЭПР). Синтез фермента находится под строгим метаболическим контролем. Контроль осуществляется как на субстратном, так и энергетическом уровнях.
Высокие концентрации АТФ в клетке на первых этапах цикла почкования — стимулируют ХС и начало синтеза хитина.
У дрожжей найдены специальные образования (органеллы) – хитосомы