Heat shock proteins ( HSPs)

پروتئین های مثوک حرارتی

همانطور که می دانید یک دسته از عواملی که در رشد و فعالیت میکروارگانیسمها  موثر هستند عوامل محیطی می باشند که به ۲ دسته فیزیکی و شیمیایی تقسیم می شوند. یکی از مهمترین این عوامل که به عنوان یک عامل فیزیکی مطرح می گردد گرما ( حرارت) می باشد. حرارت بر کلیه فعل و انفعالات سلولی اثر دارد و متابولیسم سلول را تحت تاثیر قرار می دهد.

 اگر حرارت تاحد معینی افزایش یابد واکنش ها را تسریع می کند ولی اگر از حد معین تجاز کند فعالیت های متابولیکی را متوقف می کند زیرا باعث می گردد که پروتئین ها ماهیت خود را از دست بدهند، دناتوره گردند، آنزیم های مهم و اساسی سلولی از کار افتاده روی غشا و فشار اسمزی اثر کرده در نتیجه نقل و انتقال مواد را تحت تاثیر قرارداده  و روی مواد غذایی کاهش می یابد و نفوذ مواد سمی و زاید افزایش پیدا کرده و خروج آنها کند می گردد. در نتیجه فعالیتهای سلولی مختل می گردد. همچنین دما روی فعالیت هایی مثل تولید اسپور، تولید پیگمان، عمل تخمیر و تنفس هم اثر می گذارد.

حرارت اپتیمم: مناسبترین درجه حرارت برای رشد یک باکتری را گویند.

حرارت لتال: حرارت کشنده باکتری ها که سبب می گردد تمام میکروارگانیسمهای یک گونه درعر ۱۰ دقیقه کشته شوند.

ترموتولورانس : تحمل گرمایی

چاپرون ها

:  مولکول هایی پروتئینی هستند که برای فولدینگ و تثبیت پروتئین ها اختصاص پیدا کرده اند و به پروتئین های جدید در حال ترجمه متصل می گردند.

Folding : تا شدگی پروتئین ها

Unfolding :باز شدن تای پروتئین

Refolding : تاخوردگی مجدد پروتیئن

باکتری ها از نظر نیازهای حرارتی به ۳ دسته تقسیم می شوند:

ترموفیل ها یا گرما دوست ها با دمای opt بالای ۴۵ درجه که در مناطق گرم، خاک و کود و … زندگی می کنند و از نظر صنعتی نیز مهم هستند.باکتریها هایپرترموفیل نیز گروهی از باکتری ها هستند که در حرارت بسیار بالا مثل مناطق آتشفشانی زندگی می کنند و قادر به رشدهستند و opt بالای ۸۰دارند. مثل Bacillus steavo thermophilus

گروه دوم مزوفیل ها هستند مثل E coli که در حرارت های میانی رشد می کنند گروه سوم نیز ساکروفیل ها هستند مثل polaromonas که در حرارت های زیر ۲۰ و حتی زیر صفر صفر رشد می کنند.

به طور کلی ۲ پاسخی که سیستم های بیولوژیکی به حرارت می دهند شامل موارد زیر است:

۱- fiuidity of the lipid bllayer

2- activity of enzyme systems

مورد اول و افزایش روانی غشای ۲ لایه لیپیدی می تواند نهایتاً باعث تراوش یک سری از یون ها به خارج گردد که آرکیاها این مسئله را با داشتن یک سری اتصالات اتدی حل کرده و مقاوم شده اند.

مورد دوم فعالیت سیستم آنزیمی است که به ازای هر ۱۰ درجه باعث ۲ برابر شدن فعالیت می گردد که این دارای محدودیت است. اغلب ترموفیل ها آنزیمهایی دارند که دارای مقاومت حرارتی هستند از جمله با داشتن یکسری اتصالات و باندهای اضافه.

از جمله پاسخهای مهمی که ارگانیسم ها به تغییرات دمایی می دهند القا و تحریک تولید یک سری پروتئین ها می باشد که به ۲ دسته تقسیم می گردند:

۱- cold shock pro

2- Heat shock pro

Hsp ها ۲ وظیفه کلی دارند که در شرایط فیزیولوژیکی به عنوان چایرون های مولکولی فعالیت می کنند و کاتالیز refoding پروتئین های دناتوره شده و کمک به بلوغ pro های تازه نستز شده و ممانعت از تراکم aggve pation پروتئیها.