Исследование генов РуБисКО и АТФ-зависимой цитратлиазы у фото- и хемоавтотрофных бактерий, и анализ их разнообразия в осадках солёных и содовых озёр

• Автор: Ковалева, Ольга Леонидовна
• Шифр специальности: 03.02.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2010
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 146 с. : ил.

Оглавление
ВВЕДЕНИЕ
ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ
Г лава 1. Г иперсолёные озёра
1.1. Биогеохимия содовых рассолов
1.2. Ареал распространения и примеры исследованных озёр
Глава 2. Гало(алкало)фильное микробное сообщество
2.1. Трофическая структура микробного сообщества
2.2. Автотрофное микробное сообщество гиперсолёных озёр
2.2.1. Фототрофные бактерии - первичные продуценты органического
вещества
2.2.2. Хемолитоавтотрофы содовых озёр
2.2.2.1 Хемолитоавтотрофные СОБ содовых озёр
2.2.22 Алкалофильные нитрификаторы
2.2.2.3 Алкалофильные хемоавтотрофные гидрогенотрофы
2.2.2.4 Карбоксидотрофы содовых озёр
Глава 3. Основные механизмы автотрофной ассимиляции углерода
3.1. Восстановительный пентозофосфатный путь (цикл Кальвина)
3.2. Восстановительный цикл трикарбоновых кислот (цикл Арнона)
3.3. 3-гидроксипроиионатный цикл
3.4. З-гидроксипропионатный/4-окисбутиратный путь
3.5. Дикарбоксилат/ 4-окисбутиратный путь
3.6. Ацетил-КоА путь фиксации С02 (цикл Вуда)
Глава 4. РуБисКО - ключевой фермент цикла Кальвина
4.1. Форма I РуБисКО
4.2. Форма II РуБисКО
4.3. Форма III и форма IV РуБисКО
Глава 5. АТФ-зависимая цитратлиаза — ключевой фермент вЦТК
Глава 6. Изучение разнообразия природных микробных сообществ
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ
Глава 7. Материалы и методы
7.1. Объекты исследования
7.2. Выделение ДНК
7.3. Конструирование праймеров
7.4. Амплификация фрагментов исследуемых генов
7.5. Амплификация фрагментов генов, кодирующих РуБисКО формы I и 11.
7.5.1. Амплификация фрагментов генов, кодирующих ß-субъединицу
АТФ-зависимой цитратлиазы
7.5.2. Амплификация фрагментов генов, кодирующих 16S рРНК
7.5.3. Анализ и очистка ПЦР-фрагментов
7.5.4. Клонирование
7.5.4.1 Приготовление компетентных клеток
7.5.4.2 Трансформация
7.6. Секвенирование участков генов РБФК
7.7. Филогенетический анализ нуклеотидных последовательностей
7.8. Статистический анализ
РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ
Глава 8. Разработка и проверка праймерных систем для амплификации генов РуБисКО формы I и.формы II
8.1. Разработка праймеров для амплификации генов формы I и формы II РуБисКО
8.2. Тестирование разработанных праймеров
Глава 9. Детекция и анализ генов РуБисКО и АТФ-зависимой цитратлиазы у представителей различных таксонов бактерий
9.1. Выявление и филогенетический анализ генов РуБисКО у фотоавтотрофных бактерий
9.1.1. Использование анализа cbbL генов для описания новых видов
фототрофных бактерий
9.1.2. Филогения и эволюция фотоавтотрофных бактерий на основании сравнения cbbhfM генов
9.2. Выявление и филогенетический анализ генов РуБисКО у хемоавтотрофных бактерий
9.2.1. Анализ генов РуБисКО у экстремально галоалкалофильных карбоксидотрофных штаммов А1ка1Ыр1гШит/А1ка1Птгтсо1а группы
9.2.2. Анализ сЬЬВ/М генов у хемоавтотрофных экстремально галофильных СОБ, выделенных из осадков гиперсолёных озёр
9.3. Выявление и филогенетический анализ генов асГВ у фототрофных зелёных серных бактерий
Глава 10. Детекция и анализ генов РуБисКО и АТФ-зависимой цитратлиазы в образцах осадков солёных и содовых озёр
10.1. Анализ сЬЬЫМ генов в осадках умеренно-солёных и гиперсолёных озёр с высоким значением pH
10.1.1. Детекция сЬЬЪ генов, кодирующих форму I РуБисКО
10.1.2. Детекция сЬЬМ генов, кодирующих форму II РуБнсКО
10.2. Анализ сЬЬВ/М генов в осадках гиперсолёных озёр с нейтральным pH
10.2.1. Детекция сЬЪВ генов, кодирующих форму I РуБисКО
10.2.2. Детекция сЬЬМ генов, кодирующих форму II РуБисКО
10.3. Детекция генов АТФ-зависимой цитратлиазы (ас/В) в осадках содовых озер
10.4. Общие закономерности распределения филотипов автотрофов в осадках солёных и содовых озёр
ВЫВОДЫ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

3.5. Дикарбоксилат/ 4-окисбутиратный путь
Новый путь фиксации углерода был недавно открыт у представителей гипертермофильных архей Ignicoccus hospitalis (Huber et al., 2008). Название циклу дали основные интермедиаты, образующиеся при ферментативном восстановлении ацетил-КоА до сукцинил-КоА, и последующими стадиями регенерации ацетил-КоА через 4-гидроксибутират (рис. 7).
Преобразование ацетил-КоА в сукцинил-КоА сопровождается включением в цикл одной молекулы С02 и одной молекулы НС03 Другая молекула С02 может включаться в реакции карбоксилирования ацетил-КоА, с образованием пирувата. В результате работы данного цикла на образование одной молекулы триозофосфата расходуется 5 молекул АТФ, что энергетически более выгодно, чем использование для ассимиляции С02 цикла Кальвина, в котором затрачивается 9 молекул АТФ.
Рис. 7. Дикарбоксилат/4-оксибутиратный путь фиксации С02 у термофильной археи Ignicoccus hospitalis (но Huber et al., 2008).