Процесс отщепления диоксида (СO₂) от карбоксильной группы (СООН) аминокислот получил название декарбоксилирования. Реакция декарбоксилирования аминокислот осуществляется в тканях растений и животных, но особенно широко представлена в мире микроорганизмов.

Процесс декарбоксилирования происходит с участием энзимов, продуцируемых бактериями в кислой среде. Каждой аминокислоте соответствует определенная, специфическая для него декарбоксилаза.

Процесс декарбоксилирования во всех без исключения случаях протекает по единой приведенной ниже схеме:

Продуктом декарбоксилирования аминокислот являются первичные амины, обладающие высокой биологической активностью, и диоксид углерода. Будучи производными аммиака все амины при расщеплении дают щелочную реакцию.

В бактериологической диагностике и идентификации микроорганизмов особенно широко применяются тесты, направленные на выявление ферментов, способных катализировать декарбоксилирование аминокислот, связанных с энтеробактериями,—лизина, аргинина и орнитина.

Тест на декарбоксилазы аминокислот предназначен для дифференциальной диагностики энтеробактерий и других микроорганизмов.

Обнаружение декарбоксилаз основано на специфическом воздействии бактериальных энзимов на карбоксильную группу соответствующей аминокислоты, специально введенной в состав питательной среды. Декарбоксилирование аминокислот ведет к смещению значения pH в щелочную сторону, что определяется визуально по цвету питательной среды соответственно входящему в ее состав индикатору.

Техника постановки теста. Бактериальной петлей диаметром 2-4 мм делают посев 18 часовой бактериальной культуры в 4 пробирки с питательными средами. Из них 3 опытные пробирки содержат одну из аминокислот (лизин, орнитин, аргинин). Четвертая пробирка — контрольная содержит основу питательной среды, свободную от аминокислот.

Пробирки с посевами помещают в термостат при 36(±1) °С на 24-48 ч. Если в течение 2 сут щелочность среды не нарастает, инкубацию посевов продолжают до 4 сут.

В ближайшие часы культивирования начинается интенсивное размножение бактерий, сопровождающееся утилизацией глюкозы как источника углерода. Образующиеся при этом продукты метаболизма закисляют среду, что проявляется изменением ее цвета. Светло-фиолетовая (с индикатором бромкрезоловым пурпурным) или оливковая (с индикатором бромтимоловым синим) среда приобретает лимонно-желтый цвет, соответствующий значению pH 5,0-5,5.

Через 24 ч или позже в декарбоксилазоположительных культурах вступают в действие декарбоксилазы. При декарбоксилировании образуются первичные амины и С02. Причем декарбоксилирование лизина и орнитина сопровождается образованием диаминов — соответственно кадаверина и агмантспина.

Что касается аргинина, то в его декарбоксилировании принимают участие две ферментативные системы — декарбоксилазы и гидролазы. Через ряд промежуточных продуктов обмена декарбоксилирование аргинина завершается образованием диамина — путресцина.

Все вышеперечисленные диамины ядовиты и имеют резкий неприятный запах.

Накопление большого количества диаминов, аммиака и других азотистых соединений приводит к смещению pH из кислой в щелочную сторону с восстановлением цвета среды из лимонно-желтого до светло-фиолетового или насыщенно-фиолетового (с бромкрезолпурпурным, pH 6,5 ... 8,0) и от лимонно-желтого до зеленого (pH 6,9) или насыщенно синего (pH 7,7 ... 9,0) в средах с бромтимоловым синим. Результат теста на образование декарбоксилазы — положительный.

Сохранение в опытных пробирках желтого цвета среды свидетельствует об образовании кислых продуктов в результате роста микробных культур и отсутствия декарбоксилазы. В контрольной пробирке, не содержащей аминокислот, в результате утилизации глюкозы среда сохраняет лимонно-желтый цвет.

Положительный контроль:
на лизин — Klebsiella pneumoniae, Serratia marcescens;
на орнитин — Salmonella typhimurium, Enterobacter aerogenes;
на аргинин — Salmonella typhimurium.

Отрицательный контроль:
на лизин — Proteus vulgaris;
на орнитин — Klebsiella pneumoniae, Proteus vulgaris;
на аргинин — Hafnia alvei, Proteus vulgaris.

- Читать далее "Тест на дезаминирование фенилаланина в идентификации микроорганизмов"

Редактор: Искандер Милевски. Дата публикации: 3.06.2019