I> Лімітована по кисню культура утворює стільки люціферази на одиницю біомаси, скільки і нелімітованої. Для культур P. phosphoreum і V. fischeri при низьких концентраціях О 2 синтез люцеферази не лімітований і клітини містять велику кількість ферменту. Вважається, що ці відмінності в реакції на утримання 0 2 пов'язані з екологічними особливостями проживання різних видів. Складна регуляція свідчить про те, що світловипромінюючих система знаходиться під контролем керуючих механізмів клітини.
2.2 електротранспорт ланцюга люмінесцентних бактерій і локалізація люмінесцентної системи
Бактеріальна біолюмінесценція - це окислювальний процес, який супроводжується споживанням кисню. Раніше, дослідники вважали, що люмінесценція є просте наслідок дихання.
Співвідношення між люмінесценцією і парціальним напругою О 2 в зростаючій культурі досліджувалося і було покапать, що швидкість споживання О 2 проточною культурою при 25 0 С дорівнює 8,3-10 - 2 мкл / год па 1 млн клітин . Однак найбільш важливо знати, скільки кисню, поглиненого люмінесцентними бактеріями, йде на светопродуцірующую реакцію.
Таким чином, очевидність існування конкуренції за споживання кисню гемінової і люмінесцентними системами не викликає сумніву.
Важливо відзначити, що лише незначна кількість О 2, спожитого в «світловому» диханні, використовується в самому процесі світловипромінювання. Велика частина 0 2 може бути залучена в оборотне окислення люциферина, не супроводжується утворенням квантів.
Взаємовідносини двох систем можна відобразити у вигляді схеми:
2.3 Реакція біолюмінесценції
На першій стадії реакції відбувається відновлення субстрату з наступним ензиматичними окисленням.
Реакції цього типу характеризуються тим, що стадія відновлення субстрату безпосередньо передує светоизлучающему окисленню або ж супроводжує його. Така реакція лежить в основі світіння бактерій. Вона являє собою ферментативне окислення люциферина, роль якого у бактерій грає відновлений флавинмононуклеотид (FMN-Н 2). Люціферази - фермент реакції - виділений у бактерій. Крім люціфе-рази, люциферина і кисню, для успішного отримання у пробірці бактеріальної БІОЛЮМІНЕСЦЕНТНІ реакції необхідний альдегід з числом вуглецевих атомів не менше семи; найефективніше альдегіди з ланцюжком з 11 - 13 вуглецевих атомів.
Відновлення флавінмононуклеотиду відбувається в реакції з відновленим никотинамидадениндинуклеотида (NAD-Н 2) у присутності ферменту дегідрогенази. Так як NAD-Н 2 утворюється в ході клітинного окислення харчових речовин у бактерій, можна зрозуміти, яким шляхом енергія клітини передається світловипромінюючих системі. У найзагальнішому вигляді його можна виразити такою схемою:
При цьому FMN-Н 2 разом з люціферази і альдегідом утворює комплекс, який може існувати десятки секунд в розчині при кімнатній температурі, а при температурі рідкого азоту зберігається невизначено довго. Час його існування в клітці не відомо. Нещодавно вдалося зареєструвати світіння від одиночної бактеріальної клітини.
