ინფორმაცია

დუღილის ATP სარგებელი: ციტირება?


ყველგან ვპოულობ გლიკოლიზის რესპირატორული და ფერმენტული მეტაბოლიზმის ATP- ს შემოსავალს. მიუხედავად იმისა, რომ ჟანგვითი ფოსფორილირების მე ვიპოვე Stryer რომ მოვიყვანო ერთი კვლევა, სადაც ეს იყო მიმართული (Hinkle 1991 დაფიქსირდა 30 ATP/გლუკოზა) მე ვერ ვპოულობ კვლევას, სადაც დაფიქსირდა 2 ATP/გლუკოზა და ჩემს მიერ მოძიებული სახელმძღვანელოები ციტატა.

ვინმეს შეუძლია მიაწოდოს ბმული ან ციტირება იმ ნაშრომს, სადაც დუღილის ATP სარგებელი (პროცესის მიუხედავად) რაოდენობრივად/შეფასებულია?

მადლობა


გლიკოლიზისთვის ეს ნამდვილად არ არის იმდენად მნიშვნელოვანი, რადგან ATP- ს გამომუშავება ფიქსირდება სტოიქიომეტრიით. ემბდენის, მეიერჰოფის, პარნასის და სხვათა ადრეული ბიოქიმიური მუშაობა, რომელიც ასახავდა გლიკოლიზური გზის რეაქციის მექანიზმებს, გვიჩვენებს, რომ თქვენ ყოველთვის იღებთ ზუსტად 2 ატფ -ს თითო გლუკოზაზე; ეს არის უბრალოდ ამ რეაქციების სტოიქიომეტრია. არსებობს არაერთი პირველადი ნაშრომი, რომელიც ასახავს ამ რეაქციის მექანიზმებს, მაგრამ ეს არის დიდი ვალდებულება გაიაროს ეს ყველაფერი; სტრაიერის გლიკოლიზის თავი ბიოქიმია კარგი შეჯამებაა მგონი ისტორიული განვითარების მოკლე მიმოხილვა აღწერილია აქ: "გლიკოლიზისა და გლუკოკინაზას რეგულირების ახალი ხედი: ისტორია და ამჟამინდელი მდგომარეობა".

სუნთქვისთვის ის ძალიან განსხვავებულია, ვინაიდან არ არსებობს ფიქსირებული სტოიომეტრია ქიმიოსმოსისათვის --- ATP- ს გამომუშავება დამოკიდებულია პროტონის გრადიენტზე შიდა მიტოქონდრიული მემბრანის გასწვრივ, რაც თავის მხრივ დამოკიდებულია უამრავ ფაქტორზე. ამრიგად, ამ შემთხვევაში ATP სარგებელი განსხვავდება უჯრედის ტიპებსა და პირობებს შორის და უნდა გაიზომოს ექსპერიმენტულად.


მემბრანის დაკავებისა და რესპირატორული დუღილის ეკონომიკა

*შესაბამისი ავტორი. ქიმიური ინჟინერიისა და გამოყენებითი ქიმიის დეპარტამენტი, ტორონტოს უნივერსიტეტი, 200 College Street, Rm. 326, ტორონტო, ონტარიო, კანადა M5S3E5. ტელ .: +1 416 946 0996 ფაქსი: +1 416 978 8605 ელ.ფოსტა: [ელფოსტა   დაცული]

ეფექტური სუნთქვისა და არაეფექტური დუღილის ერთდროული გამოყენება უხვი ჟანგბადის არსებობისასაც კი დამაბნეველი ფენომენია, რომელიც ჩვეულებრივ შეინიშნება ბაქტერიებში, საფუარებში და კიბოს უჯრედებში. ფართო კვლევის მიუხედავად, ამ ფენომენის ბიოქიმიური საფუძველი ბუნდოვანია. ჩვენ ვვარაუდობთ, რომ გლუკოზის გადამტანებსა და რესპირატორულ ჯაჭვს შორის მემბრანულ სივრცეში კონკურენციის შედეგი (რომელსაც ჩვენ მემბრანის დაკავების ეკონომიკას ვუწოდებთ) გავლენას ახდენს სუნთქვაზე და დუღილზე. ამ კონცეფციაზე დაფუძნებული ერთადერთი შეზღუდვის გენომის მასშტაბის მეტაბოლურ მოდელში ეშერიხია კოლი, ჩვენ შევძელით რესპირატორული დუღილის სიმულაცია. ამ შეზღუდვის გავლენის შემდგომმა ანალიზმა გამოავლინა ციტოქრომების დიფერენციალური გამოყენება და გლუკოზის უფრო სწრაფად ათვისება ანაერობულ პირობებში, ვიდრე აერობულ პირობებში. ამ სიმულაციებზე დაყრდნობით, ჩვენ ვთავაზობ, რომ ბაქტერიულმა უჯრედებმა მართონ თავიანთი ციტოპლაზმური მემბრანის შემადგენლობა, რათა შეინარჩუნონ ატფ-ის ოპტიმალური წარმოება ჟანგვითი და სუბსტრატის დონის ფოსფორილირებას შორის გადართვით. ეს შედეგები აჩვენებს, რომ მემბრანის დაკავების შეზღუდვა შეიძლება იყოს უჯრედული მეტაბოლიზმისა და ფიზიოლოგიის ფუნდამენტური მმართველი შეზღუდვა და ადგენს პირდაპირ კავშირს უჯრედის მორფოლოგიასა და ფიზიოლოგიას შორის.


ემპირიული და თეორიული შეფასებები ATP ღირებულების ერთ უჯრედზე

კითხვაზე პასუხის ორი დამატებითი მეთოდი არსებობს - ერთი ექსპერიმენტული, მეორე თეორიული. უჯრედების პოპულაციის მიერ გამოყენებული ATP- ის რაოდენობა ექსპერიმენტულად შეიძლება განისაზღვროს სუბსტრატის მოხმარების სიჩქარის მიხედვით. ერთ უჯრედზე საჭირო ATP- ს საშუალო რაოდენობა შეიძლება განისაზღვროს. თეორიულ მიდგომაში, ATP– ის რაოდენობა, რომელიც აუცილებელია ყველა მაკრომოლეკულის შესაქმნელად, შეიძლება გამოითვალოს უჯრედის ყველა ცნობილი ბიოქიმიური ბილიკიდან. ეს გაანგარიშება ემყარება E. coli უჯრედის შემადგენლობის ცოდნას, ანუ რამდენი ამინომჟავა, ნუკლეოტიდი, ლიპიდი და ა.შ. არსებობს უჯრედში ან უჯრედების გრამში. ეს თეორიული გამოთვლა ამოწმებს უჯრედის ენერგიის მოხმარების პროცესების ჩვენს გაგებას.

ექსპერიმენტული და თეორიული გამოთვლების შესადარებლად, ჩვეულებრივ გამოიყენება YATPmax მნიშვნელობა. იგი მომდინარეობს YATP– დან, რომელიც განისაზღვრება როგორც უჯრედების გრამი (მშრალი წონა), რომლებიც წარმოებულია ATP– ის 1 მოლით (Bauchop and Elsden 1960). (იხილეთ ქვემოთ აღწერილობა, თუ როგორ არის მიღებული). მაგალითად, ნელი ზრდის ტემპით 0.087/სთ და გლუკოზაზე ანაერობულ პირობებში, E. coli პოპულაცია წარმოქმნის

3 გ უჯრედი/ATP ATP (Hempfling and Mainzer 1975). წარმოდგენილი ყველა რიცხვი ეხება მშრალი უჯრედის წონის გრამს. უჯრედის მშრალი წონის 96.1% შედგება მაკრომოლეკულებისგან (Neidhardt et al. 1990) (BNID 101436).

უჯრედში ATP მოლეკულების რაოდენობის მისაღწევად, თქვენ უნდა იცოდეთ საშუალო E. coli- ს მშრალი წონა, რომელიც მიიღება 0.28 pg (Neidhardt et al. 1990) (BNID 100008) ან 3.6 ტრილიონი უჯრედი/გ. უჯრედის ზომა დამოკიდებულია ზრდის ტემპზე და 0.28 pg მნიშვნელობა არის ზრდის ტემპზე 0.66, (გაორმაგების დრო 40 წუთი).


შესავალი

ბევრ ჰეტეროტროფს შეუძლია აწარმოოს ATP როგორც რესპირატორული, ასევე ფერმენტაციული გზებით, რაც მათ საშუალებას მისცემს იცოცხლონ ჟანგბადით ან მის გარეშე. ვინაიდან მოლური ATP სარგებელი (მოლური ATP სარგებელი: ATP მოლი წარმოებული/სუბსტრატის მოლი მოხმარებული) სუნთქვიდან დაახლოებით 15-ჯერ მეტია დუღილისას, ATP წარმოება სუნთქვის საშუალებით უფრო ეფექტურია. გასაკვირია, რომ მაღალი კატაბოლური მაჩვენებლით, ბევრი ფაკულტატური აერობული ორგანიზმი იყენებს ფერმენტაციულ გზებს სუნთქვასთან ერთად, თუნდაც უხვი ჟანგბადის არსებობისას ATP– ის წარმოებისთვის (Pfeiffer და სხვები, 2001 ვემური და სხვები, 2006, 2007 Veit და სხვები, 2007 წელი MacLean, 2008 Molenaar და სხვები, 2009). ეს იწვევს შესამჩნევ კომპრომისს ATP– ს გამომუშავებასა და კატაბოლურ მაჩვენებელს შორის (პფაიფერი და სხვები, 2001 ვემური და სხვები, 2006). რესპირატორული დუღილის ეს ფიზიოლოგია ჩვეულებრივ აღინიშნება მიკროორგანიზმებში, მათ შორის ეშერიხია კოლი, Bacillus subtilis, Saccharomyces cerevisiae (მოლენარი და სხვები, 2009), ასევე კიბოს უჯრედები (ვანდერ ჰაიდენი და სხვები, 2009). ფართო კვლევის მიუხედავად, ამ ფენომენის ბიოქიმიური საფუძველი ბუნდოვანია.

ერთმა გავლენიანმა თეორიამ ფერმენტული გზების გამოყენებას მიაწოდა რესპირატორული შესაძლებლობების ჰიპოთეტური შეზღუდვა (Sonnleitner and Kappeli, 1986 Majewski and Domach, 1990). ეს თეორია ვარაუდობს, რომ როდესაც რესპირატორული გზა გაჯერდება სუბსტრატის მაღალი შემოდინების დროს, ორგანიზმს შეუძლია აირჩიოს თავისი ATP მოთხოვნილების დაკმაყოფილება დამატებითი სუბსტრატების დუღილის გზით, სტრატეგია, რომელიც ფიტნეს უპირატესობას გვთავაზობს ATP– ის გამომუშავების შემცირების ხარჯზე (Majewski and Domach, 1990). ვარმა და პალსონი, 1994 წ. პფაიფერი და სხვები, 2001). თუმცა, სიჩქარის შემზღუდველი ფერმენტების კოდირების გენების გადაჭარბებულად გამოხატვამ არ გაზარდა რესპირატორული შესაძლებლობები (კუპ და მაკალისტერ-ჰენი, 1991 რეპეტო და ცაგოლოფი, 1991). გარდა ამისა, გასაკვირია, თუ რატომ იცვლება რესპირატორული შესაძლებლობები სხვადასხვა სუბსტრატებთან ერთად. მიუხედავად ამ გაფრთხილებისა, მეტაბოლური მოდელები (პალსონი, 2000), როგორიცაა ნაკადის ბალანსის ანალიზი (FBA) (ვარმა და პალსონი, 1994 ედვარდსი და სხვები, 2001 ფეისტი და სხვები, 2007) ჩვეულებრივ იღებენ "რესპირატორული შესაძლებლობების შეზღუდვის" თეორიას ჟანგბადის მაქსიმალური შეწოვის (OUR) ემპირიულად გაზომილი ზღვრის დანერგვის გზით (სურათი 1A და B). სუნთქვის გარდა, ტრიკარბოქსილის მჟავას (TCA) ციკლი აქტიურად რეგულირდება E. coli, B. subtilisდა S. cerevisiae რესპირატორული დუღილის დროს (ვემური და სხვები, 2006, 2007 Sonenshein, 2007) ეს გულისხმობს, რომ ამ ორგანიზმების OURs უფრო მაღალი კატაბოლური მაჩვენებლებით, ალბათ, რეგულირდება, რომ იყოს უფრო დაბალი ვიდრე მათი მაქსიმალური მაქსიმალური OURs, რაც შესაძლოა ასახავდეს აუხსნელი ევოლუციური უპირატესობის შემცირებას სუნთქვისათვის (Molenaar და სხვები, 2009 ).

ჩვეულებრივი ვარაუდის გამოწვევა, რომ აერობული სუნთქვა ყოველთვის უპირატესობას ანიჭებს დუღილს (Majewski and Domach, 1990 Varma and Palsson, 1994), უახლესი თეორია (შუსტერი და სხვები, 2008) შემოგვთავაზა, რომ სანამ უჯრედული მეტაბოლიზმი მაქსიმალურად ზრდის ATP- ს პროდუქტიულობას საკვები ნივთიერებებით ღარიბ გარემოში, ის მაქსიმალურად ზრდის კატაბოლიზმის მაჩვენებელს და ენერგიის გაფანტვის სიჩქარეს საკვები ნივთიერებებით მდიდარ გარემოში. ბიოქიმიური საფუძველი მეტაბოლური მიზნის ამ გადართვისთვის არის რესპირატორული ფერმენტების ამკრძალავი ძვირადღირებული სინთეზის ხარჯები, განსაკუთრებით მაღალი კატაბოლური მაჩვენებლების დროს (Pfeiffer and Bonhoeffer, 2004 Molenaar და სხვები, 2009). მსჯელობის ეს ხაზი მიგვიყვანს დასკვნამდე, რომ სუფთა დუღილს თან უნდა ახლდეს ზრდის მაღალი მაჩვენებელი. თუმცა, სწრაფად მზარდი ფაკულტატური აერობებიც სუნთქავენ. გარდა ამისა, თუ კატაბოლიზმის მაჩვენებელი მართლაც მაქსიმალურად არის გაზრდილი შეუზღუდავი ზრდის დროს, გაურკვეველია, რატომ არის ნელი სუბსტრატის ათვისება აერობულ პირობებში, ვიდრე ანაერობულ პირობებში (პორტნოი და სხვები, 2008). სხვა თეორია ვარაუდობს, რომ ATP– ს პროდუქტიულობასა და კატაბოლურ მაჩვენებელს შორის კომპრომისი დამოკიდებულია რესპირატორული ფერმენტების და გლიკოლიზური ფერმენტების მიერ დაკავებული უჯრედშორისი მოცულობის ნაწილზე, შესაბამისად (ვასკესი და სხვები, 2008). მაშინ როდესაც FBA "მოლეკულური ხალხმრავლობის შეზღუდვით" (FBAwMC) (ბეგ და სხვები, 2007 ვასკესი და სხვები, 2008) შეუძლია განსაზღვროს აცეტატის წარმოება გარკვეულწილად, მას არ შეუძლია წინასწარ განსაზღვროს ექსპერიმენტულად დაფიქსირებული ცვლილებები ზრდის ტემპში და მოსავლიანობაში (დამატებითი ინფორმაცია). გარდა ამისა, FBAwMC ვერ პროგნოზირებს აცეტატის წარმოებას, თუ ელექტრონიდან სატრანსპორტო ჯაჭვის ფერმენტები-მემბრანით დაკავშირებული ფერმენტები, რომლებიც მოიხმარენ უჯრედშიდა მოცულობას-ამოღებულნი იქნებიან მისი ფორმულირებიდან (დამატებითი ინფორმაცია). მიუხედავად ამ ნაკლოვანებებისა, ეს თეორიები ხაზს უსვამს იმას, რომ მეტაბოლური პროცესების სიჩქარე რესპირატორულ-ფერმენტაციული მეტაბოლიზმის გასაგებად მეტაბოლური სტოიომეტრიის გარდა უნდა იყოს გათვალისწინებული.

დაბოლოს, ეს ზემოაღნიშნული თეორიები ვარაუდობენ, რომ ATP– ს მოსავლიანობასა და კატაბოლურ მაჩვენებელს შორის დაფიქსირებული კომპრომისი განპირობებულია მხოლოდ ფერმენტაციული გზების გამოყენებით. თუმცა, ექსპერიმენტული მტკიცებულება (დამატებითი ინფორმაცია) ვარაუდობს, რომ რესპირატორული გზის ეფექტურობა შეიძლება დაირღვეს ნაკლებად ეფექტური დეჰიდროგენაზების და ციტოქრომების გამოყენების გამო. იმის გათვალისწინებით, რომ არსებობს თერმოდინამიკური კომპრომისი ბრუნვის მაჩვენებელსა და ფერმენტის ენერგიულ ეფექტურობას შორის (მეიერი და ჯონსი, 1973 წ. ვადელი და სხვები, 1997 Pfeiffer and Bonhoeffer, 2002), ნაკლებად ეფექტური ფერმენტები შეიძლება იყოს უპირატესობა მათი გაზრდილი ბრუნვის მაჩვენებლით. ამ დაკვირვებების საფუძველზე, ჩვენ შემოგთავაზებთ რესპირატორული დუღილის ფენომენის მარტივ, ალტერნატიულ ახსნას მემბრანის დაკავების გათვალისწინებით, რომელიც იძლევა მექანიკურ ახსნას ყველა დაკვირვებული ფიზიოლოგიური ცვლილებისათვის რესპირატორულიდან რესპირატორულ-ფერმენტაციულ მეტაბოლიზმზე გადასვლისას.


ფონი

დახრილი საკვების ნარჩენები წარმოადგენს სამოქალაქო და სამხედრო კულინარიული ოპერაციების მთლიანი ნარჩენების მნიშვნელოვან ნაწილს [1,2]. საკვები წყლის ნარჩენების წყლის მაღალი შემცველობა მას ღარიბ სუბსტრატად აქცევს წვის საფუძველზე ნარჩენების ენერგიად გადაქცევაში. ამიტომ, მაქსიმალური ენერგოეფექტურობის მისაღწევად და ადგილზე ნარჩენების შემსუბუქების მიზნით, საჭიროა ალტერნატიული ტექნოლოგიების შესწავლა. ერთი პერსპექტიული შესაძლებლობა არის ფერდობების ფერმენტაცია, რომელიც მდიდარია ნახშირწყლებით და სხვა საკვები ნივთიერებებით, საწვავებზე, როგორიცაა ბუტანოლი ან ეთანოლი. ანაერობული ბაქტერია Clostridium acetobutylicum არის შესანიშნავი კანდიდატი ამ ამოცანის შესასრულებლად, ნახშირწყლების ფართო სპექტრის გამოყენების და წყალბადის გაზის, ეთანოლისა და ბუტანოლის სახით საწვავის წარმოების უნარის გამო [3-5]. C. acetobutylicum გამოიყენება სამრეწველო მასშტაბით მცენარეული სახამებლისგან გამხსნელების აცეტონის, ბუტანოლის და ეთანოლის წარმოებისთვის [4,6,7]. არათანმიმდევრული საკვების ნარჩენების დუღილის ოპტიმიზაციისათვის აუცილებელია საფუძვლიანი გაგება იმის შესახებ, თუ როგორ მეტაბოლიზდება საკვებში ნახშირწყლები და მათი წვლილი მეტაბოლურ გამომუშავებაში.

ორი ძირითადი ფაქტორი, რომლებიც აკონტროლებენ დუღილის მეტაბოლურ გამომუშავებას, არის ნედლეულის რედოქსული მდგომარეობა და მეტაბოლიზმისათვის გამოყენებული გზა [8-10]. საკვების ნარჩენები შეიცავს ნახშირწყლების ფართო სპექტრს და მათ წარმოებულებს, რომელთაგან ზოგი უფრო ჟანგულია, ვიდრე ჰექსოზები, რომლებიც ჩვეულებრივ გამოიყენება კვლევისას. C. acetobutylicumდა მეტაბოლიზმი [11-13]. ორი ასეთი ნახშირწყლების წარმოებული არის გლუკონატი და გალაქტურონატი [11,12]. გლუკონატი უფრო დაჟანგულია ვიდრე გლუკოზა 2 ელექტრონით და გვხვდება ხილში, თაფლში, ბრინჯში, ხორცში და სხვა საკვებში [11]. გალაქტურონატი უფრო დაჟანგულია ვიდრე გლუკოზა 4 ელექტრონით და არის პექტინის ძირითადი შემადგენელი ნაწილი [12]. მიუხედავად იმისა, რომ მცენარის ყველა უჯრედის კედელი შეიცავს პექტინს, ბევრი საკვები, როგორიცაა ხილი გამდიდრებულია ამ რთული ნახშირწყლებისთვის [12]. ვინაიდან ორივე ნახშირწყლების წარმოებულები გამდიდრებულია საკვებით, მათი წვლილი მეტაბოლურ გამომუშავებაში განსაკუთრებით მნიშვნელოვანია საკვების ნარჩენების დუღილისათვის.

მრავალრიცხოვან კლოსტრიდიულ სახეობებს აქვთ გალაქტურონატის და გლუკონატის დუღილი, მაგრამ ცოტაა ცნობილი გზებისა და მათთან დაკავშირებული გენების შესახებ, რომლებიც ხელს უწყობენ ამ პროცესს გამხსნელ კლოსტრიდიებში [14-18]. ადრეული კვლევა შედარება C. acetobutylicum სხვადასხვა დონის დაჟანგვის მქონე სუბსტრატებზე დუღილმა აჩვენა, რომ გლუკონატის დუღილმა გამოიწვია უმაღლესი აცეტატი: ბუტირატის კოეფიციენტები გლუკოზის დუღილისას [10]. გარდა ამისა, აცეტონი იყო დომინანტური გამხსნელი, რომელიც წარმოიქმნა გამხსნელის დროს გლუკონატის დუღილისთვის, ხოლო ბუტანოლი იყო მთავარი გამხსნელი გლუკოზის დუღილის დროს [10]. სხვა კვლევებმა აჩვენა C. aceticum, C. formicoaceticum, C. butyricum, C. pasteurianum, C. roseum და C. butylicum ფერმენტირებული გლუკონატი Entner-Doudoroff (ED) ბილიკით, მაგრამ არავითარი მტკიცებულება არ არის დამოწმებული C. acetobutylicum იყენებს ED გლუკონატის მეტაბოლიზმისათვის [14,18]. როგორც ვიცით, ერთადერთი კლოსტრიდიუმი სახეობები, სადაც ექსპერიმენტულად დადასტურებულია გალაქტურონატის გამოყენების სრული გზა C. thermosaccharolyticum, რომელიც იყენებს ეშველის გზას (ასევე მოუწოდა მოდიფიცირებული Entner-Doudoroff გზა, 2-keto-3-deoxy-6-phospho-D-gluconate (KDPG) გზა, ან იზომერაზის გზა) გალაქტურონატის მეტაბოლიზმის ანალოგიურად ეშერიხია კოლი და ერვინია ქრიზანთემი [19-22]. საყოველთაოდ ცნობილია, რომ სულ უფრო დაჟანგული სუბსტრატების დუღილი იწვევს უფრო დაჟანგულ პროდუქტებს, ჩვენი ცოდნით არსებობს მხოლოდ ერთი ანგარიში, რომელიც აღწერს გამხსნელის გამომწვევი ბაქტერიის მეტაბოლურ გამომუშავებას გალაქტურონატზე ზრდის დროს. C. butryricum წარმოებული უპირატესად აცეტატი პოლიგლაქტურონატისგან [23].

ბიოინფორმატურად მართული მეტაბოლური ქსელის რეკონსტრუქციები ამისთვის C. acetobutylicum გენომის ანოტაციით, BioCyc- მა და KEGG- მა გალაქტურონატის მეტაბოლიზმის სრული გზები დაადგინეს ეშველის გზაზე [19,21]. თუმცა, ეს რეკონსტრუქციები ან არასწორად იქნა განსაზღვრული, ან არ გამოვლენილა გლუკონატის მეტაბოლიზმზე პასუხისმგებელი გენები [24-26]. ეს კვლევა იძლევა გლუკონატისა და გალაქტურონატის მეტაბოლიზმის გაცნობიერებას ხელით განკურნების გამოყენებით C. acetobutylicum ’s გლუკონატის გამოყენების გზა, იძლევა პირველ ექსპერიმენტულ მტკიცებულებას გლუკონატის გამოყენების შესახებ ED გზაზე და იკვლევს ჟანგვითი ნახშირწყლების წარმოებულების დუღილის მეტაბოლურ გამომუშავებას. ამ კვლევის მიერ მოწოდებული ინფორმაცია სასარგებლოა სტრატეგიების შემუშავებისთვის, რათა გაიზარდოს სასურველი პროდუქტების წარმოება ჰეტეროგენული ნედლეულიდან, როგორიცაა საკვები ნარჩენები.


ოთხსაფეხურიანი დაშლილი ჟანგბადის სტრატეგია, რომელიც დაფუძნებულია მრავალმხრივ ანალიზზე Saccharopolyspora spinosa ATCC49460 მიერ spinosad სარგებელი გაუმჯობესების მიზნით.

გახსნილი ჟანგბადი (DO) მნიშვნელოვანი გავლენის ფაქტორია აერობული მიკრობული დუღილის პროცესში. Spinosad არის აერობული მიკრობული წარმოშობის მეორადი მეტაბოლიტი. ჩვენს კვლევაში, სპინოსადმა გამოიყენა მაგალითი DO სტრატეგიის დასადგენად მრავალმხრივი ანალიზით, რომელიც მოიცავდა რეაქტორს, უჯრედსა და გენის მასშტაბებს. ჩვენ შევცვალეთ DO პირობები, რომლებიც დაკავშირებულია უჯრედების მეტაბოლიზმის მახასიათებლებთან (გლუკოზის მოხმარების მაჩვენებელი, ბიომასის დაგროვება და სპინოსადის წარმოება). შესაბამისად, უჯრედების ზრდა ხელს უწყობს DO– ს შენარჩუნებას 40% –ით პირველ 24 საათში და შემდგომში DO– ს გაზრდით 50% –მდე 24 სთ – დან 96 სთ – მდე. ძირითადი ფერმენტის გენების (gtt, spn A, spn K და spn O) სიღრმისეული ანალიზისას, spinosad- ის და სპეციფიკური ადენოზინ ტრიფოსფატის (ATP) გამოხატვისას, spinosad– ის პროდუქტიულობა გაიზარდა DO– ს რეგულირებით 30% –მდე 96 სთ – ის განმავლობაში. 192 სთ და შემდეგ მისი შეცვლა 25% 192 საათში 240 სთ. ოთხფაზიანი DO სტრატეგიის თანახმად, სპინოსადის მოსავალი გაიზარდა 652.1%-ით, 326.1%-ით, 546.8%-ით და 781.4%-ით, მუდმივი DO კონტროლის ქვეშ მიღებულ სარგებელთან შედარებით 50%, 40%, 30%და 20%შესაბამისად. შემოთავაზებული მეთოდი იძლევა ახალ გზას დუღილის ზუსტი DO სტრატეგიის შესაქმნელად.

© 2015 ავტორები. მიკრობული ბიოტექნოლოგია გამოქვეყნდა შპს ჯონ უილი და შვილები და საზოგადოება გამოყენებითი მიკრობიოლოგიისთვის.

ფიგურები

Spinosad წარმოება სხვადასხვა DO…

Spinosad წარმოება სხვადასხვა DO დონეზე (■) 20%, (○) 30%, (△) 40%…

შედარებითი გამოხატვის კოეფიციენტები (ექსპერიმენტული ჯგუფი…

შედარებითი გამოხატვის კოეფიციენტები (ექსპერიმენტული ჯგუფი (40%–50%–25% ᲙᲔᲗᲔᲑᲐ ) /საკონტროლო ჯგუფი (40%–50%–30% ᲙᲔᲗᲔᲑᲐ )…

SATP– ის შედარება…

SATP- ის შედარება 20%, 25%, 30% და 35% DO სტრატეგიებს შორის…

დროთა განმავლობაში ცვლილებები spinosad…

დროთა განმავლობაში ცვლილებები spinosad დუღილის ოთხეტაპიანი DO სტრატეგიით 10 ლ…


1 მილში CO2 არ განვითარდება, რადგან საფუარი ხსნარში არ არის.

მილში 2, CO2 არ განვითარდება, რადგან გლუკოზა არ არის ხსნარში.

მე -3 მილში, მცირე რაოდენობით CO2 შეიმუშავებს ხსნარში არსებული საფუარის რაოდენობის (მცირე) გამო.

მილში 4, CO2 განვითარდება, რადგან საფუარი არის ხსნარში.

მილში 5, CO2 განვითარდება, რადგან საფუარი არის საქაროზის შემცველ ხსნარში.

მილში 6, CO2 განვითარდება, რადგან საფუარი არის ლაქტოზის შემცველ ხსნარში.


ევოლუციური ექსპერიმენტების მომგებიანი მუტაციები ზრდის და დუღილის მაჩვენებლებს

ევოლუციური ბიოლოგიის მთავარი მიზანი არის იმის გაგება, თუ როგორ ითარგმნება სასარგებლო მუტაციები გაზრდილ ფიტნესში. აქ ჩვენ ვსწავლობთ სასარგებლო მუტაციებს, რომლებიც წარმოიქმნება საფუარის ექსპერიმენტულ პოპულაციაში, რომელიც განვითარდა გლუკოზით მდიდარ მედიაში. ჩვენ აღმოვაჩინეთ, რომ ფიტნესის ზრდა განპირობებულია გაზრდილი მაქსიმალური ზრდის ტემპით (შემცირებული მოსავლის ფასად (). ჩვენ ვაჩვენებთ, რომ ზოგიერთი ამ მუტანტისთვის მაღალია ემთხვევა ეთანოლის სეკრეციის უფრო მაღალ მაჩვენებლებს, რაც იმაზე მეტყველებს, რომ ზრდის უფრო მაღალი მაჩვენებლები განპირობებულია ფერმენტაციის გზით გლუკოზის გამოყენების უპირატესობის გაზრდით, სუნთქვის ნაცვლად. ჩვენ განვიხილავთ მუტანტების მოქმედებას გლუკოზისა და აზოტის კონცენტრაციის გრადიენტებში და ვაჩვენებთ, რომ დუღილის უპირატესობა სუნთქვაზე გავლენას ახდენს გლუკოზისა და აზოტის ხელმისაწვდომობა. საერთო ჯამში, ჩვენი მონაცემები აჩვენებს, რომ მაღალი ზრდის ტემპების შერჩევამ შეიძლება გამოიწვიოს კრაბთრის ფენოტიპის გაძლიერება სასარგებლო მუტაციებით, რაც აერობულ დუღილს იძლევა გლუკოზის კონცენტრაციის უფრო ფართო დიაპაზონში.

ეს არის ხელმოწერის შინაარსის გადახედვა, თქვენი დაწესებულების საშუალებით წვდომა.


დუღილი

ჰიპოთეზა, რომელშიც ნათქვამია, რომ რაც უფრო მარტივია სუბსტრატის ბუნება, მით უფრო სწრაფია საფუარის უჯრედული სუნთქვის სიჩქარის შემოწმება სმით დუღილის მილის მეთოდით. ექსპერიმენტში გამოყენებულ იქნა ექვსი სამჭედლო დუღილის მილი, გამოხდილი წყალი და შაქრის სუბსტრატები. იგი შედგებოდა ექვსი წყობისგან, რომლებიც იყენებდნენ 15 მლ საფუარის 10% სუსპენზიას, 15 მლ გამოხდილ წყალს და 15 მლ მათ დანიშნულ შაქრის სუბსტრატს, კერძოდ: სახამებელს, ლაქტოზას, საქაროზას გლუკოზას და ფრუქტოზას შესაბამისად. მეექვსე იყო კონტროლირებადი შემადგენლობა და არ შეიცავდა შაქრის სუბსტრატს. მილის გახსნა დაფარული იყო ბამბით, რათა ჟანგბადი არ შესულიყო. განლაგება შემდეგ ხდებოდა ყოველ ხუთ წუთში ოცდაათი წუთის განმავლობაში. ნახშირორჟანგის (CO2) მოცულობა და სიჩქარე გამოითვლება და ჩაწერილია. შედეგებმა აჩვენა, რომ 2-ის შემცველობა, რომელიც შეიცავს საქაროზის სუბსტრატს, იძლევა უჯრედული სუნთქვის ყველაზე მაღალ მაჩვენებელს საფუარში (0,46 მლ/წთ), რასაც მოჰყვება გლუკოზა (0,34 მლ/წთ), ფრუქტოზა (0,17 მლ/წთ) და სახამებელი ( 0 მლ/წთ), ლაქტოზა (0 მლ/წთ) და გამოხდილი წყალი (0 მლ/წთ) შესაბამისად. ჰიპოთეზა უარყოფილ იქნა, მაგრამ მკვლევართა მიერ დაშვებული შეცდომების წყაროების და ანაერობული სუნთქვის განტოლებისა და სხვა წყაროების მიერ წარმოდგენილი ფაქტების გამო, მიღებულ იქნა და დაასკვნა, რომ რაც უფრო მარტივია სუბსტრატის ბუნება, მით უფრო სწრაფია საფუარის უჯრედული სუნთქვის სიჩქარე. რა

შესავალი
ცოცხალ უჯრედებს სჭირდებათ ენერგიის გადასხმა გარე წყაროებიდან მრავალი ამოცანის შესასრულებლად. პროცესი, რომელსაც უჯრედული სუნთქვა ეწოდება, ცოცხალი ორგანიზმების მიერ ხდება ამ ენერგიის მოსაპოვებლად ადენოზინ ტრიფოსფატის ან ატფ -ის სახით. ეს არის საკვები მოლეკულების დაშლის პროცესი ფოტოსინთეზატორების მიერ წარმოებული ენერგიიდან (მადერი, 2010). ის ასევე შეიძლება განისაზღვროს, როგორც ენერგიის გადაცემა ორგანული მოლეკულებიდან საკვებში და შემდგომ გარდაიქმნას ATP– ში (თანამშრომელი. Heartland.edu).

უჯრედული სუნთქვა შეიძლება კლასიფიცირდეს როგორც აერობული სუნთქვა, რომელშიც ჟანგბადი საჭიროა როგორც რეაქტივი ორგანულ საწვავთან ერთად ენერგიისა და ანაერობული სუნთქვის წარმოსაქმნელად, რომელშიც ჟანგბადი არ არის საჭირო ATP- ის შესაქმნელად. Reece (2011) აცხადებს, რომ აერობული სუნთქვა ჰგავს საავტომობილო ძრავაში ბენზინის წვის პრინციპს, სადაც ჟანგბადი შერეულია საწვავთან. ამ პროცესში საკვები სუნთქვის საწვავს ემსახურება და გამოყოფს ნახშირორჟანგს (CO2) და წყალს (H2O). ეს პროცესი შეიძლება შეჯამდეს შემდეგნაირად:

ორგანული ნაერთები + ჟანგბადი --------- & gt ნახშირორჟანგი + წყალი + ენერგია
შეყვანის-გამომავალი განტოლება თითოეული რეაქციისთვის, რომელიც იყენებს გლუკოზას, როგორც სუბსტრატს, შეიძლება დაიწეროს შემდეგნაირად:
აერობული:
C6H12O6 + 6H20 + 6O2 ------------ & gt 6CO2 + 12H2O + ენერგია (456,000 კალ/მოლი) ფერმენტები

ანაერობული:
C6H12O6 ---------------------- & gt 2CO2 + 2C2H5OH + ენერგია (24, 000 cal/mol) ფერმენტები

C6H12O6 ---------------------- & gt 2C3H6O3 + ენერგია (36, 000 cal/mol) ფერმენტები

აერობულ სუნთქვაში გლუკოზის დაშლა დასრულებულია და გამოთავისუფლებული ენერგია აღემატება ანაერობულ სუნთქვას, როგორც ზემოთ განტოლებებში ჩანს (Duka et al., 2009).
ანაერობული სუნთქვა შეიძლება დაიყოს ორ ტიპად: ფაკულტატური და სავალდებულო ანაერობები. კიდევ ერთი ტერმინი, რომელიც მჭიდროდაა დაკავშირებული ანაერობულ სუნთქვასთან არის ფერმენტაცია, პროცესი, რომელიც წარმოქმნის მცირე რაოდენობით ატფ მოლეკულებს ჟანგბადის არარსებობისას (მადერი, 2010). დუღილი ანაერობული სუნთქვის მსგავსია, მაგრამ ელექტრონების მოცილების გარეშე. დუღილის დროს, ყველაზე გავრცელებული აგენტია საფუარი. საფუარი იყენებს სუბსტრატებს, როგორიცაა გლუკოზა ანაერობული სუნთქვის გასაადვილებლად, როგორც ზემოთ განტოლებიდან ჩანს.

ეს გლუკოზის სუბსტრატები განსხვავდება მათი რთული სტრუქტურის მიხედვით. შაქარი, რომელსაც ასევე უწოდებენ საქარიდებს, გვხვდება სამი ფორმით: მონოსაქარიდები, დისაქარიდები და პოლისაქარიდები. მონოსაქარიდებს აქვთ ქიმიური ფორმულა C6H12O6 და ცნობილია, რომ ყველაზე მარტივი შაქარია, ხოლო დისაქარიდებს აქვთ ქიმიური ფორმულა C12H22O12 და შედგება ორი მონოსაქარიდისგან, რომლებიც გაერთიანებულია გლიკოციდური ობლიგაციებით (Reece, 2011). ამასთან, მრავალი განსხვავებული კონფიგურაცია არსებობს თითოეული ამ ორი ტიპისთვის. ატომების ამ განსხვავებულ კონფიგურაციას იზომერები ეწოდება. შაქრის იზომერები მნიშვნელოვანია სიცოცხლისათვის, ვინაიდან ორგანიზმებმა განავითარეს სხვადასხვა ფერმენტები, რათა მიიღონ ენერგია თითოეულ ფორმაში. ამიტომ ზოგიერთი ორგანიზმი უკეთესად იღებს შაქრის ზოგიერთ ფორმას, ვიდრე სხვა ფორმები, რადგან მათ შეუძლიათ გამოიყენონ ფერმენტები.

მონოსაქარიდების მაგალითებია გლუკოზა, გალაქტოზა და ფრუქტოზა, ხოლო საქაროზა, ლაქტოზა და მალტოზა არის დისაქარიდების მაგალითები. პოლისაქარიდები, როგორიცაა სახამებელი და გლიკოგენი, ემსახურება ენერგიის შემნახველ ფორმას, შესაბამისად მცენარეებსა და ცხოველებში.

თუ ასეა, გამოვიდა ჰიპოთეზა, რომელიც ამბობს, რომ "რაც უფრო მარტივია სუბსტრატის ბუნება, მით უფრო სწრაფია საფუარის უჯრედული სუნთქვის სიჩქარე". ეს გამოწვეულია იმით, რომ მონოსაქარიდები ადვილად იღებენ დუღილის დროს და არა დისაქარიდები და პოლისაქარიდები.

ეს კვლევა მიზნად ისახავდა იმის დადგენას, მოახდენს თუ არა სუბსტრატების ბუნებას გავლენა საფუარის უჯრედული სუნთქვის სიჩქარეზე დუღილის დროს ანაერობული სუნთქვით. კერძოდ, ის მიზნად ისახავდა:
1 საფუარის უჯრედული სუნთქვის სიჩქარეზე სუბსტრატების განსხვავებული ბუნების ეფექტის ახსნა 2 სუბსტრატის დადგენა, რომელიც უჯრედული სუნთქვის ყველაზე მაღალ მაჩვენებელს გამოიღებს.
ეს კვლევა ჩატარდა ბიოლოგიისა და მეცნიერების ინსტიტუტში (IBS), ფილიპინების უნივერსიტეტი Los Baños Campus, ლაგუნა, 2013 წლის 16 სექტემბერს.

საფუარის დუღილის სიჩქარის გასაზომად სხვადასხვა სუბსტრატებით, გამოყენებულია სმიტის დუღილის მილის მეთოდი. ეს მეთოდი ითვალისწინებდა მდუღარე მილების, ბამბის საცობების, 10 % საფუარის სუსპენზიის, გამოხდილი წყლის და ხუთი განსხვავებული შაქრის კომპლექსის მშენებლობას ექვსი კომპლექტის გამოყენებით, ესენია: სახამებელი, ლაქტოზა, გლუკოზა, საქაროზა და ფრუქტოზა.

თითოეულ კონფიგურაციაში, 15 მლ შაქარი ჩაასხეს სამჭედლო დუღილის მილში, ყველა 10% -იანი კონცენტრაციით, რომელიც გამოიყენება ექსპერიმენტის სუბსტრატად. მოჰყვა 15 მლ გამოხდილი წყალი და ბოლოს 15 მლ 10% საფუარის სუსპენზია. კომპლექტში 1 გამოყენებულია პოლისაქარიდი ქიმიური ფორმულით (C6H10O5) n. ეს რთული შაქარი ზოგადად ცნობილია როგორც სახამებელი. 2-ში გამოიყენება ლაქტოზა (C12H22O11), გლუკოზისა და გალაქტოზისგან დამზადებული დისაქარიდი. 3-ში გამოყენებულია სხვა დისაქარიდი საქაროზის თანდასწრებით (C12H22O11). ეს შაქარი მზადდება გლუკოზისა და ფრუქტოზის კომბინაციით. შაქარი, რომელიც გამოიყენება 4-ში, არის გლუკოზა, მონოსაქარიდი C6H12O6 ქიმიური ფორმულით. ფრუქტოზა (C6H12O6), კიდევ ერთი ჩვეულებრივი მონოსაქარიდი იქნა გამოყენებული კომპლექტში 5. ბოლოს, როგორც კონტროლირებადი შემადგენლობა, ნაკრები 6 არ შეიცავდა შაქრის სუბსტრატს და მის ნაცვლად იყენებდნენ გამოხდილ წყალს.

განლაგება მაშინ შეირყა, რომ ნარევი ერთმანეთში აურიოს. მილის გახსნა დაფარული იყო ერთი ხელის გულზე და გადახრილი იყო ჰორიზონტალურად ისე, რომ ბუშტუკები არ დაეჭირა მილის დახურულ ბოლოში. მას შემდეგ რაც დადასტურდა, რომ ბუშტუკები არ წარმოიქმნა, მილის გახსნაზე ბამბის საცობი მოათავსეს, რათა ჟანგბადი არ შესულიყო. განლაგება შემდეგ განზე იყო, უზრუნველყოფილია რეზინის ზოლებით თავდაყირა. ეს გაკეთდა იმისათვის, რომ თავიდან იქნას აცილებული მილთან კონტაქტი, რადგან სხეული ასხივებს ენერგიას სითბოს სახით, რაც ასევე შეიძლება იყოს ფაქტორი დუღილის სიჩქარეში. ხუთი წუთის ინტერვალით ოცდაათი წუთის განმავლობაში, ნახშირორჟანგის ევოლუცია (CO2), გაზით დაკავებული სიმაღლე იზომება, ჩაწერილია და ცხრილდება ცხრილში 1. გრაფიკი 1 -ის შედეგების ამსახველი ცხრილი 1 გაკეთდა, როგორც სურათი 1.1. მონაცემები, თითოეული წყობის ბუშტუკების საბოლოო სიმაღლე ოცდაათი წუთის შემდეგ გამოიყენეს ნახშირორჟანგის (CO2) მოცულობის გამოსათვლელად შემდეგი განტოლების გამოყენებით:

ნახშირორჟანგის მოცულობა (CO2) = V = pi r^2 სთ
სად:
r = 4.5 მმ
h = ბუშტუკების სიმაღლე ოცდაათი წუთის შემდეგ.

თითოეულ კომპლექტში CO2- ის ევოლუციის მაჩვენებლის გამოსათვლელად იქნა მიღებული შემდეგი ფორმულა:
ნახშირორჟანგის (CO2) წარმოების მაჩვენებელი = CO2- ის მოცულობა
დრო
ორივე გამოთვლის შედეგები გამოითვლება ცხრილში 2 და ნაჩვენებია ნახაზში 2.1 და 2.2 შესაბამისად.

ცხრილი 1 გვიჩვენებს, რომ CO2– ით დაკავებული მოცულობა ვითარდებოდა ყოველ ხუთ წუთში ოცდაათი წუთის განმავლობაში. 1-ში, სახამებლის შემცველი ნარევი, გაზის ევოლუცია არ ჩანს მას შემდეგ, რაც CO2 გაზის საბოლოო სიმაღლე წარმოიშვა ოცდაათი წუთის შემდეგ ნულის ტოლი იყო. ეს ასევე მართებული იყო 2-ისთვის, რომელიც შეიცავს ნარევს ლაქტოზას შაქრით. 3, 4 და 5, შაქრის შემცველი საქაროზას, გლუკოზას და გალაქტოზას, აჩვენეს CO2 აირის მოცულობის ზრდა ყოველ 5 წუთში ოცდაათი წუთის განმავლობაში. 6-ში, ექსპერიმენტისთვის გამოყოფილი დროის განმავლობაში CO2 აირის ევოლუცია არ ყოფილა, რადგან გლუკოზის მოლეკულების დაშლა არ მომხდარა სუბსტრატის არარსებობის გამო.

ცხრილ 1 -ის მნიშვნელობები ნაჩვენებია ხაზოვანი დიაგრამის გამოყენებით, როგორც ეს ნაჩვენებია 1.1 -ში. გრაფიკი გვიჩვენებს, რომ საქაროზას ჰქონდა საფუარის მეტაბოლიზმის ყველაზე მაღალი მაჩვენებელი (13,67 მლ/წთ) ოცდაათი წუთის განმავლობაში. საქაროზის შემდეგ არის გლუკოზა (10.05 მლ) და მესამე მოდის ფრუქტოზა (5.04 მლ). სახამებელმა და ლაქტოზამ არ აჩვენეს საფუარის მეტაბოლიზმზე ზემოქმედების რაიმე ნიშანი ოცდაათი წუთის განმავლობაში.

ცხრილის 2 მნიშვნელობები მიღებული იქნა ფორმულის გამოყენებით V = pir^2h. ცხრილი 2 გვიჩვენებს CO2- ის მოცულობას და მაჩვენებელს 30 წუთის შემდეგ. დიაგრამა 2.1-ში და 2.2-ში შეიძლება შეინიშნოს, რომ საქაროზის შემცველ 3-ს ჰქონდა ყველაზე მაღალი მოცულობა და CO2- ის მაჩვენებელი 13,67 მლ და 0,46 მლ/წთ შესაბამისად. ამას მოჰყვა 4-ის შემცველი გლუკოზა შემცველობით 10.05 მლ და 0.34 მლ/წთ შესაბამისად. ფრუქტოზის შემცველი შემადგენლობა 5 მოვიდა მესამეში, შესაბამისად 5.04 მლ და 0.17 მლ/წთ შესაბამისად. შემადგენლობა 1,2 და 6 შეიცავს სახამებელს, ლაქტოზას გამოხდილ წყალს არ აჩვენებს CO2- ის ევოლუციის ნიშნები ამგვარად ნულის მნიშვნელობებით.

ცხრილში 1.1, ლაქტოზამ და სახამებელმა არ გამოუშვეს ნახშირორჟანგი (CO2) ოცდაათ წუთში, რადგან ისინი რთული შაქარია. საფუარს არ გააჩნია ფერმენტები, რათა მიაღწიოს ამ შაქრებს და გაწყვიტოს მათი კავშირები. 6-ში საფუარი ვერ გამოიმუშავებს CO2- ს, ვინაიდან სუბსტრატი არ არის ნარევში, რომელიც საჭიროა დუღილისთვის.

ცხრილი 1 -ისა და 1.1 -ის შედეგების პრობლემა ის არის, რომ გლუკოზა ან ფრუქტოზა, მონოსაქარიდმა უნდა შეასრულოს საფუარის მეტაბოლიზმის ყველაზე მაღალი მაჩვენებელი საქაროზასთან შედარებით, დისაქარიდთან შედარებით. ეს განპირობებულია იმით, რომ ისინი უბრალო შაქარია, რომელიც ადვილად ხელმისაწვდომია ბუნებაში და შეიძლება დაიშალოს ძალისხმევის ნაცვლად, ვიდრე დისაქარიდები და პოლისაქარიდები.

ექსპერიმენტის შედეგებზე დაყრდნობით, ჰიპოთეზა, რომელშიც ნათქვამია, რომ რაც უფრო მარტივია სუბსტრატის ბუნება, მით უფრო მაღალია უჯრედული სუნთქვის მაჩვენებელი საფუარში, უნდა იქნას უარყოფილი, მაგრამ ანაერობული სუნთქვის განტოლების საფუძველზე და www.ukessays.com, მარტივი შაქარი გამოიყენება საფუარის დუღილისას, ან გამოიყენება როგორც საწყისი ნაერთი დაშლის მიზნით CO2 და ენერგიის წარმოსაქმნელად. დისაქარიდები ასევე საფუარის საკვების დიდი წყაროა, მაგრამ მათ გამოყენებამდე ისინი ჯერ უბრალო შაქრებად გარდაიქმნება და ამით იწყება დუღილი.

ექსპერიმენტის შედეგის ერთადერთი შესაძლო ახსნა განპირობებულია მკვლევართა მიერ დაშვებული შეცდომებით. შეცდომების ზოგიერთი წყარო შეიძლება იყოს საფუარის სუსპენზიის ან სუბსტრატების არაზუსტი რაოდენობა, გაზომვების ჩაწერის ინტერვალების ზუსტი დრო არ დაფიქსირებულა, ექსპერიმენტის ჩატარებისას მკვლევარის დაუდევრობა, დაღვრის შემთხვევები, ბამბის ბურთულები სათანადოდ მოთავსებული და ჟანგბადი შევიდა მილები, დაკვირვებამდე ყველა ბუშტი ამოღებული არ იყო და წყობის მუდმივი შეხება, რამაც შესაძლოა გამოიწვიოს სითბოსთან კონტაქტი, რომელიც შეიძლება ცვლადი იყოს საფუარში სუნთქვის სიხშირისთვის.

ჰიპოთეზის დასამტკიცებლად, რომ რაც უფრო მარტივია სუბსტრატის ბუნება, მით უფრო მაღალია საფუარის უჯრედული სუნთქვის მაჩვენებელი, ჩატარდა ექსპერიმენტი სმიტის დუღილის მილის მეთოდის გამოყენებით. ეს მოიცავდა ექვსი სამჭედლო დუღილის მილის, 10% საფუარის ხსნარის, გამოხდილი წყლის (H2O) და ხუთი განსხვავებული შაქრის სუბსტრატის 10% კონცენტრაციას, კერძოდ: სახამებელს, ლაქტოზას, საქაროზას, გლუკოზას და ფრუქტოზას. თითოეული კომპლექტი შეიცავს 15 მლ გამოხდილ H2O- ს, 15 მლ 10% საფუარის ხსნარს და 15 მლ 10% გლუკოზის ხსნარს, რომელიც ენიჭება თითოეულ კომპლექტს, გარდა კომპლექტისა 6, კონტროლირებადი შემადგენლობა, სადაც გამოიყენება სუბსტრატი არის გამოხდილი წყალი. მილის გახსნაზე მოათავსეს ბამბის საცობი, მას შემდეგ რაც დარწმუნდით, რომ ნივთიერებების ერთმანეთში შერევის შემდეგ ბუშტუკები არ წარმოიქმნა. განლაგება შემდეგ დაიდო დაკვირვებისათვის. ნახშირორჟანგის გაზის დონე დაფიქსირდა ყოველ ხუთ წუთში ოცდაათი წუთის განმავლობაში. ღირებულებები ჩაწერილია ცხრილში 1 და ნაჩვენებია ნახაზზე 1.1. After recording all the values, the volume and rate of carbon dioxide (CO2) after thirty minutes was computed and recorded in Table 2, and was graphed in Figure 2.1 and 2.2.

Results showed that set-up 2 which contained the sucrose substrate yielded the highest rate of cellular respiration in yeast (0.46 ml/min.) This was followed by glucose (0.34 ml/min.) , fructose (0.17 ml/min.) and starch (0 ml/min), lactose (0 ml/min.) and distilled water (0 ml/min.) respectively.


კუთვნილება

Department of Food Science and Human Nutrition, University of Illinois at Urbana-Champaign, Urbana, 61801, Illinois, USA

Na Wei, Josh Quarterman, Soo Rin Kim & Yong-Su Jin

Institute for Genomic Biology, University of Illinois at Urbana-Champaign, Urbana, 61801, Illinois, USA

Na Wei, Josh Quarterman, Soo Rin Kim & Yong-Su Jin

Department of Molecular and Cell Biology, University of California at Berkeley, Berkeley, 94720, California, USA

Physical Biosciences Division, Lawrence Berkeley National Laboratory, Berkeley, 94720, California, USA


Უყურე ვიდეოს: Как открыть счет KASPI GOLD не посещая банк пошаговая инструкция (იანვარი 2022).