Защитные механизмы автотрофной цианобактерии Nostoc muscorum от токсического воздействия ионов кадмия

Защитные механизмы автотрофной цианобактерии Nostoc muscorum от токсического воздействия ионов кадмия

Автор: Бреховских, Александр Андреевич

Шифр специальности: 03.00.04

Научная степень: Кандидатская

Год защиты: 2006

Место защиты: Москва

Количество страниц: 191 с. ил.

Артикул: 2870191

Автор: Бреховских, Александр Андреевич

Стоимость: 250 руб.

Содержание
СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ.
ВВЕДЕНИЕ
ЧАСТЬ 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ.
1. Распространение кадмия в окружающей среде и его токсичность по отношению к человеку.
2. Способы очистки воды от кадмия.
3. Механизмы защиты микроорганизмов от тяжелых металлов.
4. Токсическое действие тяжелых металлов на цианобактерии.
4.1. Проникновение кадмия в клетку, локализация и места воздействия.
4.2. Фотосинтетнческий аппарат цианобактерии и воздействие на него кадмия.
4.2.1. Фотосистема 1
4.2.2. Электронтранспортная цепь
4.2.3. Фотосистема II.
4.2.4. Фикобилиновые пигменты.
4.2.5. Фикобилисомы.
4.2.6. Перенос энергии возбуждения от фикобилиновых пигментов на реакционные центры
4.2.7. Перераспределение энергии возбуждения между фотосистемами
5. Устойчивость микроорганизмов и растений к ионам кадмия и других тяжлых металлов
5.1. Полисахариды слизистых оболочек и их роль в связывании тяжелых металлов
5.2. Адсорбция тяжлых металлов на поверхности клеток.
5.3. Внутриклеточная аккумуляция кадмия.
5.3.1. Металлсвязывающие белки.
5.3.2. Связывание ионов 2 белками.
5.3.3. Внедрение сульфида в белковый комплекс.
6. Фотохимическая активность биосинтезированных кристаллитов
ЧАСТЬ. 2. ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ
1. Основные объекты исследовании
1.1. Цианобактерия .
1.2. ii, один из выделенных спутников
. .
1.3. Фикобилиновый пигмент фикоэритрин
2. Условия выращивания цианобактерии
3. Получение бактериологически чистой аксеничной культуры
.
3.1. Метод многократных пересевов
3.2. Метод изоляции гормогониев
3.3. Проверка на бактериальные загрязнения аксеничной
кул ьтуры . тизеопип
4. Выращивание бактерийспутников
5. Выделение бактерийспутников . тизеопип
5.1. Отмывание клеток от среды.
6. Выделение экзополисахаридов.
7. Определение концентрации экзополисахаридов
8. Определение состава экзополисахаридов.
9. Качественное определение сероводорода.
9.1 Определение Н2 по индикаторной бумаге с ацетатом свинца.
9.2. Определение Н2 на железосодержащем агаре Клиглсра.
. Определение концентрации хлорофилла
. Определение ионов кадмия
.1. Гистохимическое определение
.2. Потенциометрический метод
.3. Спектрофотомстрнчссий метод
. Метод определения филогенетического положения микроорганизмов, основанный на секвеннровании гена рРНК.
.1. Выделение ДНК
.2. Полимеразная цепная реакция гена 8 рРНК и секвенирование полученных продуктов
.3. Анализ нуклеотидных последовательностей рРНК
. Синтез наночастиц Сс1 на Лфикоэритрине
. Исследование фотохимических свойств Сс1 на Лфикоэритрине
. Электрофоретическая подвижность наночастиц Сс1,
стабилизированных Лфикоэритрином
. Элскфонномикроскопические исследования
. Спектральные измерения.
. Разложение спектров поглощения и флуоресценции.
. Фотографирование.
ЧАСТЬ 3. РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ
Глава 1. Влияние ионов кадмия на . тизеопип в зависимости от их
концентрации и длительности воздействия
1.1. Морфология . тизеопип в отсутствие кадмия
1.2. Морфологические изменения тизеопип в зависимости от концентрации Сс в среде
1.3. Влияние кадмия на биомассу . тизеопип
Глава 2. Роль внеклеточных полисахаридов . тизеопип в
детоксикации ионов кадмия
2.1. Обнаружение ионов кадмия, связываиных полисахаридами,
по окрашиванию дитизоном.
2.2. Определение связывания ионов кадмия полисахаридами по спектрам поглощения и флуоресценции кулмуральной среды
2.3. Зависимость концентрации экзополисахаридов в среде от концентрации кадмия и длительности его воздействия на
. ттсогит.
2.4. Изменение состава экзополисахаридов после инкубирования
. с ионами кадмия
Глава 3. Воздействие 2 на пигментную систему .
3.1. Образование кадмийпигментных комплексов
3.2. Нарушения в пигментпигментном взаимодействии.
Глава 4. Синтез в водном растворе фикоэритрина.
4.1. Связывание 2 фикоэритрином.
4.2. Частицы размер, морфология, фазовое состояние
4.3. Зависимость размера частиц от условий синтеза.
4.4. Флуоресценция , синтезированного на фикоэритрине.
4.5. Стабильность наночастиц .
4.6. Фотохимические свойства .
4.7. Структурная организация наиочастнц
Глава 5. Сопутствующие микроорганизмы . ,
штамм ВКМ.
5.1. Описание сопутствующих микроорганизмов, выделенных
из . .
5.2. Образование 2 сопутствующими микроорганизмами
5.3. Влияние кадмия на рост сопутствующих микроорганизмов
5.4. Аккумуляция ионов кадмия сопутствующими микроорганизмами.
5.5. Филогенетическое положение штамма 2В
5.6. Влияние кадмия на рост . ii.
5.7. Связывание ионов кадмия продуктами метаболизма
. ii.
5.8. Детекция в культуре . ii по спектрам поглощения.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ.
ВЫВОДЫ.
ЛИТЕРАТУРА


Почвенные микроорганизмы влияют на растворимость металлов, изменяя их химические свойства. Например, показано, что штамм . Сг3, и также минимизирует токсичные действия ионов 2, 2, и 2 . На юге Тегерана в водных стоках завода гальванических элементов, где содержание свинца, кадмия, меди колеблется от до 0 мгл, урана от до 0 мгл, выделен штамм бактерии . Этот штамм аккумулирует перечисленные металлы . У микроорганизмов, растущих в естественных местах обитания загрязненных тяжелыми металлами, развились несколько различных механизмов устойчивости к этим токсинам. Общий механизм плазмидокодируемый использует для удаления тяжелых металлов насосы откачки, которые специфически захватывают и выводят нежелательный двухвалентный катион через клеточную мембрану i, iv, i, . Тяжелые металлы могут быть обезврежены адсорбцией на клеточной стенке , i, . Связывание лигандами, в том числе белками и полимерами . I, , V, , i, . Перевод тяжелых металлов из токсичной ионной формы в нерастворимые менее токсичные формы сульфиды, карбонаты, фосфаты, гидроксиды ii . Преобразовыванис металлических ионов в металлоорганические компоненты при помоши ферментов i, , . I Цианобактерии Грамотрицатьныр . В. ii. Рне. Пределы устойчивости организмов по отношению к токсичному действию 2 и используемые механизмы для детоксикации ионов кадмия Vi , . Важную роль в детоксикации ионов тяжелых металлов играют экзометаболиты вблизи поверхности микроорганизмов и водорослей Оеуаге е а1. Сгэбб е1 а. В пределах гидродинамически неподвижного относительно клетки слоя жидкости соизмеримого с размером клетки всегда существует некоторый избыток экзометаболитов. Сближающаяся с клеткой частица или ион металла неизбежно попадает в такой диффузионный слой экзометаболитов. Процессы, происходящие в этом слое с частицей ионом, могут лимитировать в дальнейшем физическую коагуляцию и химическое связывание. Токсичность тяжелых металлов в основном изучена па представителях i и значительно меньше на . Согласно широко распространенным представлениям, аккумуляция бактериями кадмия представляет собой двухстадийный процесс. Первая стадия быстрая, физикохимическая адсорбция металла на поверхности клеток. Вторая стадия медленная проникновение ионов кадмия в клетки. Значительное увеличение размеров полифосфатных тел и обнаружение кадмия в них указывает на то, что полифосфатные тела являются возможным местом локализации кадмия в цианобактериях. Вместе с тем в клетках без полифосфатных тел кадмий также обнаруживается . В частности, . Бекасова и др. На основании существующей для тяжелых металлов , , , , корреляции между токсичностью по отношению к морскому фитопланктону и растворимостью продуктов, соответствующих сульфидам этих металлов, показано, что токсическое действие обусловлено связыванием тяжелых металлов с белками, содержащими группы i, , i, . Токсичность кадмия в отношении цианобактерий проявляется при концентрациях КГ7 6 М и выше . Токсичность кадмия усиливается при дефиците железа и снижается в присутствии 2, что указывает на конкуренцию между металлами за места связывания в клетках i . Ионы кадмия могут нарушать процесс деления клеток . Одно из проявлений токсичности ионов тяжлых металлов для микроорганизмов нарушение барьерных свойств цитоплазматической мембраны, при этом наблюдается утечка внутриклеточного калия и уменьшается электропроводность цитоплазмы iv, i, Иванов и др. В результате изменятся ионный баланс в клетках i . При низких концентрациях кадмия в среде увеличивается синтез ферментов цикла Кальвина i . Кадмий вызывает изменения в ультраструктуре цианобактерий i . ФС I и ФС II, локализованные в тилакоидной мембране рис. Комплексы ФС I и ФС II отличаются структурно и функционально. Причиной подавления фотосинтеза является, повидимому, прямое взаимодействие тяжелых металлов с компонентами фотосинтетического аппарата. Рис. Схема структурной организации фотосшггетичсского аппарата цианобактерий по обзорам . Карапетян. Пиневич, Аверина, . Желтым отмечены компоненты фотосингетичсского аппарата наиболее чувствительные к воздействию ионов 2.

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: 0.224, запросов: 145