Структурная гетерогенность липополисахаридов бактерий рода Azospirillum серогруппы II

• Автор: Сигида, Елена Николаевна
• Шифр специальности: 03.01.04, 03.02.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2014
• Место защиты: Саратов
• Количество страниц: 123 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ
1.1 Ризосфера - уникальная среда обитания для микроорганизмов
1.1.1 Корневые экссудаты растений как молекулярные сигналы в ризосфере
1.2 Бактерии рода Azospirilium в ассоциативных взаимодействиях с растениями
1.2.1 Морфологические и физиологические особенности азоспирилл
1.2.2 Гликополимеры клеточной поверхности азоспирилл - состав и участие во взаимодействии с растениями
1.3 Генетические аспекты синтеза липополисахаридов и экстраклеточных полисахаридов у азоспирилл
1.4 Серотипирование и хемотипирование азоспирилл на основании антигенных свойств липополисахаридов, капсульных полисахаридов и
структур О-специфических полисахаридов
ГЛАВА 2. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ
2.1 Культуры бактерий, условия их выращивания и хранения
2.2 Приборы и материалы
2.3 Методы исследования
2.3.1 Выделение капсульных полисахаридов, экстракция липополисахаридов и получение О-специфических полисахаридов
2.3.2 Хроматографические методы
2.3.3 Электрофорез в полиакриламидном геле
2.3.4 Спектроскопия ЯМР
2.3.5 Химические методы анализа
2.3.6 Серологические методы исследования
ГЛАВА 3. РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ
3.1 Серологические исследования липополисахаридов азоспирилл
3.2 Сравнительный анализ химического состава липополисахаридов

3.3 Структурные исследования О-специфических полисахаридов азоспирилл, отнесенных к серогруппе II
3.3.1 Исследование структуры О-специфического полисахарида бактерий A. brasilense Sp
3.3.2 Структурные исследования липополисахаридов бактерий
A. brasilense Sp7.K2, Sp7.5 , Sp7.
3.3.3 Структурные и серологические исследования липополисахаридов бактерий A. brasilense SR50, SR80, SR88, SRI 09,
SRI 11, SRI 15 и A. lipoferum SR
3.3.4 Установление структуры повторяющихся звеньев О-специфических полисахаридов бактерий A. brasilense SR7
3.3.5 Особенности строения О-специфического полисахарида бактерий A. halopraeferens Au
3.4 Структурный анализ капсульного полисахарида бактерий
A. irakense КВС
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ВЫВОДЫ
СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ И УСЛОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ
БЛАГОДАРНОСТИ
ВВЕДЕНИЕ

Актуальность темы. Бактерии рода Azospirillum являются типичными представителями ризосферной микробиоты, способными формировать ассоциации с важнейшими хлебными и кормовыми злаковыми культурами и стимулировать их урожайность (Steenhoudt and Vanderleyden, 2000).
Физиологическая активность повсеместно распространенных азоспирилл обусловлена продукцией разнообразных метаболитов: фитогормонов (Spaepen and Vanderleyden, 2011), аминокислот, сидерофоров, каротиноидов, а также углеводсодержащих полимеров - липополисахаридов (ЛПС) и капсульных полисахаридов (КПС), образующих гликоландшафт клеточной поверхности (Skvortsov and Ignatov, 1998). Мембранные и внеклеточные полисахариды вовлечены в процессы агрегации клеток и колонизации корней растений, принимая непосредственное участие в формировании растительно-микробных ассоциаций (Burdman et al., 2000; Egorenkova et al., 2001). Изучение химической структуры гликополимеров необходимо для понимания молекулярных механизмов коммуникаций, происходящих в ризосфере между микроорганизмами и их макропартнерами. Это открывает возможности для управления этими процессами и повышения эффективности используемых в сельском хозяйстве технологий.
Анализ литературных данных свидетельствует о том, что азоспириллы продуцируют преимущественно S-формы ЛПС, содержащие О-специфические полисахариды (ОПС), экспонированные на внешней стороне наружной мембраны (Fedonenko et al., 2002, 2004, 2006, 2008; Choma et al., 2008; Boyko et al., 2011, 2012). Ввиду доступности ОПС для взаимодействия с иммунокомпетентными клетками их структура определяет специфичность образующихся антител (Ат) и составляет основу для серологической классификации бактерий (Матора и др., 1998; Weintraub, 2003). Сведения о структуре и антигенной специфичности КПС азоспирилл ограничены несколькими штаммами. На основании антигенной идентичности ЛПС и КПС было высказано предположение об отсутствии

отнесены штаммы, серологически близкие А. Ьга$Пете Бр7: А. ЬгаяИете 8р7, 81155, 7К2, Сё, 81180, 81114 и Л. iraken.se КВС1. Серотип III объединял штаммы, демонстрировавшие серологический перекрест с А. Про/егит 8р59Ь: А. Нро/егит 8р59Ь, 81138, 81133, 81135, 81161, 81162, 81743, 81765, 81185, 81198, 81199 и 8174. К четвертому серотипу были отнесены остальные исследованные штаммы, не имеющих серологического родства ни с одним из типовых штаммов для каждого из серотипов 1-Ш. Деление азоспирилл внутри серотипов на сероварианты осуществлялось на основании перекрестов с А. ЪгазИеше 1ш125А2, 817, 81155, 81780, А. Про/егит 81716 и А. такете КВС1. Иммунологические тесты проводили с использованием Ат, полученным к целым клеткам, обработанным глутаровым альдегидом, а ЛПС выделяли из клеток ЭДТА-содержащим буфером по методу (1леуе е? а/., 1968).
При изучении популяций бактерий рода АгояртИит Филипьечевой впервые был использован эколого-иммунологический подход, позволивший не только провести исследования серологических свойств бактерий, но и выявить возможные корреляции этих свойств с местом и объектом выделения бактерий (Филипьечева, 2011). Представители серотипа I были преимущественно выделены в России и Бразилии из ризосферы растений триб пшеницевые и мятликовые подсемейства настоящие злаки. Штаммы, отнесенные к серотипу II, выделены из ризосферы растений четырех триб подсемейства настоящие злаки в России, США, Ираке и Пакистане. Серотип III объединял штаммы, выделенные в России из ризосферы разных сортов пшеницы и ржи, а также дикорастущих злаков. К серотипу IV были отнесены штаммы, выделенные из ризосферы различных растений, а также из микробиоценозов отработанного дорожного топлива и серных матов. Азоспириллы, выделенные из растений трибы бородачевниковые (сорго, кукуруза, веерник) были отнесены только к серотипу IV.
Сотрудниками лаборатории биохимии ИБФРМ РАН было проведено хемотипирование и серотипирование ряда штаммов азоспирилл на основании структур повторяющихся звеньев ОПС и иммунохимических тестов с применением Ат к очищенным препаратам ЛПС, в результате чего было выделено