Порообразующие белки бактерий рода Yersinia. Структура и свойства

Порообразующие белки бактерий рода Yersinia. Структура и свойства

Автор: Новикова, Ольга Данииловна

Шифр специальности: 02.00.10

Научная степень: Докторская

Год защиты: 2008

Место защиты: Владивосток

Количество страниц: 262 с. ил.

Артикул: 4265008

Автор: Новикова, Ольга Данииловна

Стоимость: 250 руб.

Порообразующие белки бактерий рода Yersinia. Структура и свойства  Порообразующие белки бактерий рода Yersinia. Структура и свойства 

Благодарности за научное сотрудничество и помощь в работе
Автор выражает искреннюю и глубокую признательность научным консультантам дхн, профессору Т.Ф. Соловьевой и академику РАН Ю.С. Оводову за постоянное внимание к работе, ценные замечания и полезные советы на всех этапах исследования. Автор чрезвычайно благодарен сотрудникам лаборатории молекулярных основ антибактериального иммунитета и других лабораторий ТИБОХ ДВО РАН, принимавшим непосредственное участие в работе или участвовавшим в обсуждении полученных результатов кхн В.А.Хоменко, кхн Г.М.Фроловой, кфмн Г.Н. Лихацкой, не О.П. Востриковой, кбн О.Ю. Портнягиной, не Н.Ю. Ким, кхн Т.Н. Вакориной, кмн М.П. Исаевой особая благодарность, мне К.В. Гузеву, дхн П.А. Лукьянову, кфмн В.П. Глазунову, кхн И.Н. Красиковой, кхн Г.А. Набережных, кхн
.И. Горбачу, кбн В.А. Рассказову.
Автор также искренне признателен и благодарен за плодотворное сотрудничество в рамках проведенных исследований кфмн В.И. Емельяненко и не
.М. Кузнецовой, сотрудникам Института теоретической и экспериментальной биофизики РАН г. Пущино, Московской области кхн Н.П. Бажулиной, снс Института молекулярной биологии РАН г. Москва, дмн, проф. Н.Ф. Тимченко, сотруднику НИИЭМ РАМН г. Владивосток дбн, проф. Скок М.Н, сотруднику Института биохимии им. Палладина г. Киев, Украина дмн, проф. Гордеец, кмн В.Ю. Малашенковой, дмн С.Н.Бениовой, сотрудникам кафедры детских инфекционных болезней ВГМУ г. Владивосток И.В. Дармову, В.И. Дробкову, И.В. Маракулину, И.П. Погорельскому и М.В. Супотницкому, сотрудникам Института микробиологии МО РФ г. Киров.
Особую благодарность автор выражает дфмн, проф. С.Ю. Веньяминову США за чрезвычайно полезные замечания и советы при обсуждении результатов работы, а также Главному инфекционному врачу Приморского края, зав. кафедрой инфекционных болезней ВГМУ дмн В.А. Иванис за искреннюю заинтересованность и неоценимую помощь при апробации и внедрении в клиническую практику иммуноферментной тестсистемы для диагностики псевдотуберкулеза.
СОДЕРЖАНИЕ
1. ВВЕДЕНИЕ
2. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР. Структура и функция неспецифических поринов наружной мембраны грамотрицательных бактерий .
2.1. Наружная мембрана грамотрицательных бактерий. Структура и свойства .
2.2. Принципы построения интегральных мебранных структурированных
белков
2.2.1. Асимметрия в распределении аминокислотных остатков
2.2.2. Пространственная структура Рбаррельных белков
2.3. Пространственная структура поринов наружной мембраны грамотрицательных бактерий .
2.3.1. Структурные особенности нсспецифических поринов .
2.3.1.1. Основные элементы пространственной организации пориновых белков
2.3.1.2. Геометрия поры .
2.3.2. Конформационные переходы изолированных поринов
2.3.2.1. Способы солюбилизации пориновых белков
2.3.2.2. Влияние денатурирующих факторовагентов на структуру поринов
2.3.3. Подходы к построению теоретических моделей пространственной структуры поринов
2.4. Функциональные свойства неспецифических поринов грамотрицательных бактерий .
2.4.1. Статические и динамические и свойства каналов неспецифических поринов наружной мембраны грамотрицательных бактерий
2.4.1.1. Методы исследования функциональной активности поринов
2.4.1.2. Структурнофукциональный анализ поринов с помощью химических модификаций и генноинженерных подходов .
2.4.1.3. Модуляция функциональных свойств поринов в экспериментах i vi
2.4.2. Участие поринов в формировании устойчивости бакторий к антибиотикам .
2.4.3. Влияние внешних факторов на функциональные свойства неспецифичсских поринов экспрессия и ОтрС белков I.
2.5. Биогенез интегральных белков наружной мембраны бакторий на примере нсспецифических поринов .
2.5.1. Механизмы биогонеза интегральных баррельных белков наружной мембраны бактерий .
2.5.2. Факторы фолдинга поринов наружной мембраны грамотрицательных бактерий небелковой природы
2.6. Биологические свойства нсспецифических поринов .
2.6.1. Антигенная структура поринов .
2.6.1.1. Типы антигенных детерминант неспецифических поринов
2.6.1.2. Методы идентификации антигенных детерминант поринов
2.6.2. Порины как протсктивные и диагностические антигены .
2.6.3. Порины как рецепторы
2.6.4. Порины как эффекторы патогенеза .
3. РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ
3.1. Выделение и характеристика подобных поринов бактерий рода ii .
3.1.1. Порин наружной мембраны У. i иерсинин
3.1.2. Порины из наружной мембраны У. ii и непатогенных энтероколитикоподобных видов иерсиний
3.1.3. Полипептид с молекулярной массой кДа основной
белковый компонент липополисахаридбелкового комплекса .
3.2. Первичная и пространственная структуры поринов иерсиний
3.2.1. Дизайн типоспецифических праймеров .
3.2.2. Клонирование кодирующих последовательностей и анализ аминокислотных последовательностей подобных поринов
бактерий рода ii .
3.2.3. Вторичная структура и трансмембранная топология подобных белков иерсиний
3.2.4. Теоретическая модель пространственной структуры поринов иерсиний
3.3. Функциональная активность поринов иерсиний .
3.3.1. Электрофизиологичсские свойства порина из наружной мембраны
. i иерсинина .
3.3.2. Порообразующие свойства изолированы поринов из наружных момбран
У. оi и энтероколитикоподобных исрсиний
3.4. Конформационная пластичность нсспсцифичоских лориноа наружной мембраны грамотрицатсльных бактерий на примере конформационных превращений иерсинина в присутствии денатурантов .
3.4.1. Сравнительная характеристика пространственной структуры молекулярных форм поринов иерсиний .
3.4.2. Исследование температурной денатурации поринов исрсиний в динамике .
3.4.3. Конформационные переходы иерсинина при изменении значений среды .
3.4.3.1. Денатурация иерсинина в кислой среде
3.4.3.2. Денатурация иерсинина в щелочной среде
3.4.4. Конформационные провращония иерсинина под действием мочевины .
3.5. Характеристика индуцированных конформационных интермедиатов иерсинина
3.5.1. Физикохимическая характеристика индуцированных интермедиатов иерсинина методами собственной белковой флуоресценции и кругового дихроизма
3.5.2. Изменение амфифильности поверхности иерсинина при рНтитровании взаимодействие с пироном
3.5.3. Анализ окружения остатков Тгр и Туг иерсинина с привлечением компьютерной модели пространственной структуры белка
3.5.4. Характеристика конформационных интермедиатов иерсинина в терминах, используемых при описании денатурации водорастворимых белков
3.5.5. Структурнофункциональные перестройки в молекуле порина при изменении среды на примере конформационых переходов иерсинина
3.6. Влияние липидного матрикса на структуру и функциональной активность
порина из . i
3.6.1. Роль липополисахарида в стабилизации структуры и проявлении функциональной активности порина
3.6.2. Взаимодействие порина и липополисахарида i vi .
3.6.3. Влияние условий культивирования на структуру и порообразующие свойства иерсинина .
3.6.3.1. Порообразующие свойства образцов иерсинина в составе пептидогликанбелковых комплексов
3.7. Получение и характеристика рекомбинантного порина из . i
3.8. Биологические свойства иерсинина
3.8.1. Антигенная структура иерсинина .
3.8.1.1. Антигенное родство поринов рода ii
3.8.1.2. Идентификация линейных и конформационных антигенных детерминант иерсинина
3.8.1.3. Предсказание антигенноактивных участков подобного порина
У. i, потенциально способных индуцировать протективны иммунный ответ к патогенным иерсиниям .
3.8.2. Иммуногснные свойства иерсинина .
3.8.2.1. Иммунный ответ к иерсинину .
3.8.2.2. Динамика иммунного ответа к иерсинину
3.8.2.3. Протсктивная активность иерсинина .
3.8.3. Другие биологические свойства иерсинина .
3.9. Иммуноферментная тестсистема для дифференциальной диагностики иорсиниозов
3 Заключение
4. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ
5. ВЫВОДЫ
6. СПИСОК ЦИТИРУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ
СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ
АК аминокислота аминокислотный
БЛМ бислойные липидные мембраны
ДМХ диметиламинохалкон
ДОХ дезоксихолат натрия
ДСК дифференциальная сканирующая микрокалориметрия,
ДФГ дифосфатидилглицерин
КД круговой дихроизм,
ЛПБК липополисахаридбелковый комплекс,
ЛПС липополисахарид,
ЛФЭ лизофосфатидилэтаноламин
М молекулярная масса
НЛ нейтральные липиды
МАТ моноклональные антитела
НМ наружная мембрана
ОГ октилглюкозид
ПГ пептидогликан
ПГБК пептидогликанбелковый комплекс п.н. пар нуклеотидов
ПЦР полимеразная цепная реакция
РИГА реакция непрямой гемагглютинации
ТВ тельца включения
ТЛБ термолабильная ные и ТСБ термостабильная ные молекулярные формы порина
ТХУ трихлоруксусная кислота
ФГ фосфатидилглицерин
ФЛ фосфолипиды
ФП фагоцитарный показатель
ФЧ фагоцитарное число,
ФНА фенилнафтиламин
ЭДТА этилендиаминтетрауксусная кислота
МНС главный комплекс гистосовместимости
vii среднеквадратичное отклонение
додецилсульфат натрия
.электрофорез электрофорез в полиакриламидном геле в присутствии додецилсульфата натрия
3 цвиттерионный детергент i 3.
ВВЕДЕНИЕ


В качестве отдельных субструктурных элементов, в совокупности моделирующих структуру поринового канала можно выделить экстрацеллюлярные внешние устье и вестибюль, зону констрикции сужения канала и периплазматические внутренние вестибюль и устье, рис. Эти элементы у различных поринов могут отличаться по основным и специализированным функциям. В первом случае, изменение строения того или иного элемента может определять геометрию канала в целом и, соответственно, предел эксклюзии конкретной поры, во втором может иметь место увеличение потока специфических молекул, проходящих через канал, за счет, например, наличия соответствующих сайтов связывания. Рис. Как правило, внешний вестибюль представляет собой конусообразную структуру с широким входом устьем. Длина вестибюля до зоны констрикции поры может быть различной от у порина из . Такое уменьшение длины вестибюля в случае порина из . По сравнению с изгибами, соединяющими стрэнды со стороны периплазмы, петли, ограничивающие вход во внешний вестибюль, содержат значительно большее количество заряженных аминокислотных остатков. Распределены они таким образом, что вместе с зарядами внутри поры формируют градиент потенциала поринового канала. Мономеры поринов образуют множество контактов между собой с помощью именно этих участков полипептидных цепей, выступающих за пределы домена, погруженного в мембрану. Эти контакты между мономерами стабилизированы гидрофобными и полярными взаимодействиями. Например, остаток глутаминовой кислоты Е, расположенный в средней части , называемой иначе запирающей петлей, образует солевые мостики с 0 и 2, локализованными в основании петли соседнего мономера. Эти взаимодействия обеспечивают необычайно высокую стабильность тримерной структуры порина, особенно важны они для термоустойчивости белка. Другая, самая длинная петля 1. Именно этот очень небольшой А длиной и 5 А шириной, в зависимости от степени гидратации сегмент канала ответственен за ограничения по размерумол. Заряженные остатки, локализованные в области глазка, значительно влияют на ионоселективность и проницаемость канала, например, образование водородных связей между полярными группами боковых цепей полипептидной цепи порина препятствует продвижению солютов. Большое значение имеет также химическая природа диффундирующих веществ. Примечательно, что петля содержит пептид РЕРбЭ, имеющий высокую степень косервативности в АК последовательности бактериальных поринов . Пересекает зону констрикции достаточно сильное поле, образованное электростатическим взаимодействием, с одной стороны, кислыми АК остатками, входящими в состав 1. АК остатков, локализованных внутри барреля на противоположной стороне. Кроме того, по мнению ряда исследователей, изменение конформации петель ЬЗ, 1. В интактной мембране бактерий обнаружены гексамеры и наномеры поринов . Однако тример рассматривают как основную функциональную единицу поринов в структуре НМ микроорганизмов . Подытоживая вышеизложенное можно сказать, что главной структурной особенностью поринов оказалось то, что в их полилелтидной цепи отсутствует достаточно протяженная последовательность гидрофобных АК остатков, подобная той, что прошивает мембранный бислой в случае аспирализованных мембранных белков . Внешняя поверхность барреля поринов, как и следовало ожидать, исходя из принципов построения интегральных мембранных белков, занята липофильными боковыми цепями аминокислотных остатков. Одной из наиболее впечатляющих особенностей пространственной организации тримера порина из Я сарвиаз является присутствие большого числа ароматических аминокислотных остатков на обеих сторонах внешней и внутренней границы липида с водной средой . Предполагается, что эти структуры защищают конформацию полипептидной цепи белка от возмущающих флуктуаций мембраны. Субструкгурные элементы, определяющие геометрию поры поринов из различных бактерий, имеют как общие структурные черты, так и отличия. Именно они, а также взаимодействие зарядов, сосредоточенных во внешнем вестибюле, и поперечного поля, ориентированного винтообразно вдоль оси поры, определяют селективные свойства поринового канала.

Рекомендуемые диссертации данного раздела

28.06.2016

+ 100 бесплатных диссертаций

Дорогие друзья, в раздел "Бесплатные диссертации" добавлено 100 новых диссертаций. Желаем новых научных ...

15.02.2015

Добавлено 41611 диссертаций РГБ

В каталог сайта http://new-disser.ru добавлено новые диссертации РГБ 2013-2014 года. Желаем новых научных ...


Все новости

Время генерации: 0.289, запросов: 121