ИСТИНА

Альтернативная физиология и биохимия данного микроорганизма определяется биосинтезом корриноидов (витамина В12) или его отсутствием. Биосинтез корриноидов лимитирован концентрацией ионов кобальта в среде. Кобальт - центральный атом в молекулах корриноидов. Впервые наблюдали, что P. freudenreichii использует ионы кобальта для развития и выживания в «жёстких» условиях, а именно при воздействии стрессорных факторов среды. Высокое содержание внутриклеточных корриноидов существенно для поддержания аэротолерантности бактерии и её устойчивости к летальному действию ультрафиолетовой радиации. В метаболизме P. freudenreichii обнаружили две новые биохимические реакции, протекающие при участии кобаламина: трансметилирование ДНК (от метилкобаламина как донора метильных групп) и превращение рибонуклеотидов в дезоксирибонуклеотиды. Эти реакции происходят в полноценных по содержанию корриноидов клетках бактерии. Основной энергетический процесс – пропионовокислое брожение, сохраняет свою интенсивность при 100-кратном дефиците корриноидов в клетках; для нормального биосинтеза метионина достаточно десятой доли суммарных корриноидов. На примере P. freudenreichii впервые показано, что прокариотический организм может синтезировать ДНК альтернативно: с участием и без участия кобаламина. Наиболее эффективно образование ДНК происходит в полноценных по содержанию витамина В12 клетках. При его дефиците ионы марганца и кислород стимулируют процесс, а экзогенный кобаламин действует как ингибитор. Выяснили, что первой и основной «мишенью» положительного воздействия кобаламина на биосинтез ДНК является зависимая от аденозилкобаламина рибонуклеотидредуктаза, которая в норме (при высоком уровне образования корриноидов) метаболически лимитирована по кобаламину. Впервые показали функционирование двух типов рибонуклеотидредуктаз у одного организма: зависимой и независимой от аденозилкобаламина. Независимый от кобаламина фермент обеспечивает биосинтез ДНК P. freudenreichii при дефиците корриноидов в клетках. Констатировали, что P. freudenreichii способна активно развиваться без добавления в среду ионов кобальта, когда уровень образования витамина В12 снижен (по сравнению с исходным, физиологически значимым) на два порядка и более, при этом она испытывает новые ростовые потребности и перестраивает метаболизм. Перестройка носит обратимый характер. Результаты, полученные в работе, реализованы в предложенных способах получения пропионатов и дезоксирибонуклеотидов, а также внедрены в хлебопекарной промышленности в виде новой закваски для приготовления теста (на основе P. freudenreichii), улучшающей качество хлеба.