Биосинтез нафтохинонов и цианидрезистентное дыхание в ответе микроскопических грибов (Fusarium, Verticillium и Yarrowia) на стрессовые воздействия

Биосинтез нафтохинонов и цианидрезистентное дыхание в ответе микроскопических грибов (Fusarium, Verticillium и Yarrowia) на стрессовые воздействия

Автор: Меденцев, Александр Григорьевич

Шифр специальности: 03.00.07

Научная степень: Докторская

Год защиты: 2004

Место защиты: Пущино

Количество страниц: 193 с. ил.

Артикул: 3299013

Автор: Меденцев, Александр Григорьевич

Стоимость: 250 руб.

ОГЛАВЛЕНИЕ
Список сокращений . I
I. ВВЕДЕНИЕ
1.1. Актуальность проблемы
1.2. Состояние вопроса
1.3. Цель и задачи исследования.
1.4. Научная новизна
1.5. Практическая значимость
1.6. Апробация работы.
И. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ
Глава 1. Нафтохиноновме метаболиты грибов
1.1. Распространение нафтохинонов .
1.2.Условия биосинтеза нафтохинонов
1.3. Биологическая активность нафтохинонов.
1.4. Механизм токсического действия нафтохинонов.
Глава 2. Цнанидрезисгенгная альтернативная оксида за грибов и растений
2.1. Свойства альтернативной оксидазы
2.2. Регуляция активности альтернативной оксидазы
2.3. Индукция альтернативной оксидазы у грибов и растений
2.4. Сигналы, регулирующие экспрессию альтернативной оксидазы
2.5. цАМР и Са2как вторичные мессенжеры в экспрессии
альтернативной оксидазы
2.6. Активность альтернативного пути i viv.
2.7. Физиологическая роль альтернативной оксидазы
III. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ Глава 3. Материалы и методы исследования
3.1. Микроорганизмы и условия выращивания
3.2. Выделение и идентификация пигментов.
3.3. Выделение митохондрий.
3.4. Получение субмитохондриальных частиц СМЧ.
3.5. Получение микросомалыюй и растворимой фракции
РФ, диафораза клеток.
3.6. Определение активности дыхания
3.7. Получение субклеточных фракций из проростков гороха.
3.8. Определение супероксидного радикала.
3.9. Определение супероксиддисмугазной активности
3 Определение каталазной активности
3 Определение перекиси водорода
3 Определение фосфорилирующей активности и дыхательного
контроля митохондрий
3 Экстракция и определение адеииновых нуклеотидов
3 Определение феррианидрсдуктазной активности
3 Определение цАМФ.
3 Определение глюкозы
3 Определение белка.
3 Определение кинетических параметров.
IV. РЕЗУЛЬТАТЫ
Глава 4. Нафтохиноновые метаболиты
4.1. Биосинтез нафтохинонов грибами
4.1.1. Влияние среды культивирования.
4.1.2. Лимитирование роста источником азота и фосфора.
4.1.3. Влияние ингибиторов переноса электронов и фитоапсксинов
на биосинтез пигментов.
4.1.4. Пигмснтообразование и дыхательная активность гриба в условиях окислительного стресса.
4.2. Биологическая активность нафтохинонов
4.3. Механизм антибиотического действия нафтохиноновых пигментов
4.3.1. Действие на бактерии.
4.3.2. Влияние нафтохинонов на клетки дрожжей.
4.4. Фитотоксичсское действие нафтохинонов
4.5. Влияние нафтохинонов на метаболизм продуцента
4.6. Устойчивость гриба . к собственным нафтохинонам
Глава 5. Альтернативная оксилаза.
5.1. Локализация альтернативной оксидазы в митохондриях.
5.2. Активация альтернативной оксидазы нуклезидмонофосфатами
5.3. Регуляция активности альтернативной оксидазы в митохондриях
5.4. Дыхательная активность и содержание адениновых нуклеотидов
в клетках . ii в процессе развития цианидрезистентного
дыхания
5.5. Содержание цАМФ в клетках дрожжей в процессе индукции
альтернативной оксидазы
Глава 6. Обсуждение результатов
V. ВЫВОДЫ.
VI. СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
Список сокращений
АДФ аденозин дифосфат
АМФ аденозин монофосфат
цАМФ циклический аденозин монофосфат
АТФ аденозин трифосфат
Азолсктин фофатидилхолин из бобов сои
АФК активные формы кислорода
БГК бснзгндроксамовая кислота, ингибитор альтернативной оксидазы БСА бычий сыворогочный альбумин ВТМ вирус табачной мозаики
ДНФ 2,4 динитрофенол, разобщитель окислительного фосфорилирования
ДОХ дезоксихолат
ДХФИ дихлорфенол индофенол
НАДН никотинамидаденин динуклеотид восстановленный
НАД никотинамидаденин динуклеотид окисленный
НАДФН никотинамидаденин динуклеотидфосфат восстановленный
НАДФ никотинамидаденин динуклеотидфосфат окисленный
мито митохондрии
РФ растворимая фракция
СГК салицилгидроксамовая кислота, ингибитор альтернативной оксидазы
СК салициловая кислота
СМЧ субмитохондриальные частицы
ТРР тиамин пирофосфат
ТТФА теноилтрифторацетон
ТФКФ трифторметоксикарбонилциаиидфенилгидразон ЭДТА этилендиаминтетраацетат ЯМР ядерный магнитный резонанс
Введение
1.1. Актуальность проблемы
Микроорганизмы, в огличис от высших организмов, ограничены в выборе своего микроокружения. Но они реализуют потенциальную возможность включать специальные реакции в ответ на изменения окружающей среды, что обеспечивает им выживание и конкурентоспособность по отношению к другим организмам. В природе выживание под действием стрессовых факторов достаточно распространенный факт. Однако механизмы адаптации и способы выживания грибов до настоящего времени остаются недостаточно изученными.
В широком понимании к неблагоприятным факторам, вызывающим стрессы, относят тс воздействия, которые приводят к снижению или ингибированию роста. По данным литературы, к таким факторам относят следующие недостаток элементов питания, использование несбраживаемых источников углерода и энергии, активные формы кислорода, не оптимальные температура, , ионная сила, наличие ионов тяжелых металлов, высокая концентрация эганола, высушивание, воздействие токсических метаболитов растительного, микробного и антропогенного происхождения.
Под действием стрессовых факторов в клетках грибов может происходить изменение внутри клеточных сигналов вторичные мессенжсры. Эти сигналы прямо или опосредованно действуют на экспрессию генов, что, в свою очередь, может приводить к изменению ферментного аппарата, проявлением которого является биосинтез вторичных метаболитов, развитие нечувствительности к метаболитам, образуемым другими организмами, изменение переносчиков дыхательной цепи митохондрий, клеточная дифференцировка и др.
Исследование адаптационных механизмов микроорганизмов представляется особенно актуальным, поскольку именно в стрессовых условиях они способны осуществлять процессы, важные для человека, такие как детоксикация вредных соединений, синтез и накопление различных метаболитов антибиотиков, токсинов, пигментов и др Изучение ответных реакций микроорганизмов на воздействие стрессовых факторов важно для решения многих проблем, в том числе и вопросов, касающихся взаимодействия грибов с другими видами в природных и искусственных экосистемах.
Наличие высокой конкуренции в процессе межвидового взаимодействия в природном окружении привело к появлению у грибов специфических механизмов, повышающих их способность к выживаниюВеликанов и Сидорова, . Типичным примером такого взаимодействия могут служить взаимоотношения фитопатогенных грибов и растений i, . Известно, что инвазия фигопатогснных грибов в растительную клетку приводит к ответным защитным реакциям, включающим синтез активных форм кислорода супероксидрадикалы, Оги Н2О2, цианогенных и ссрусодержащих гликозидов при гидролизе которых происходит образование цианида и II2, ингибирующих дыхательную цепь, фитоатексинов и гидролитических ферментов.
Грибы, в свою очередь, способны адаптироваться к этим воздействиям различными способами. Так, в ответ на воздействие оксидантов, они как и многие другие организмы, способны повышать синтез каталазы, супероксиддисмутазы и др., или метаболитов, участвующих в детоксикации активных форм кислорода восстановленный глютатион, НАДФН и др.
В качестве защитной реакции грибы в стрессовых условиях могут осуществлять синтез различных, аутооксидабельных соединений нафтохиноновоЙ природы. Нафтохиноновые пигменты широко распространены в живой природе и обнаружены не только у грибов , v i, ., 0 и высших растений и актнномицетов , .
Актуальность


Исследования по теме диссертации были поддержаны грантом Биотехнология защиты окружающей среды и грантами РФФИ Роль фитоалексинов в развитии фитоиммунитета при взаимодействии грибов и растений 2 Развитие и условие функционирования цианидрезистснтного пути окисления у дрожжей и грибов 8 Адаптация фитопатогенных фибов к окислительному стрессу 2 Изучение факторов, контролирующих активность цианидрезистснтного пути окисления в митохондриях дрожжей 0. Материалы диссертации представлены в более чем публикациях, в том числе 2 обзора и свыше научных статей. Автор выражает искреннюю благодарность и признательность научному консультанту д. В.К. Акименко за многолетнюю помощь и поддержку при выполнении этой работы сотрудникам лаборатории анаэробного метаболизма микроорганизмов ИБФМ РАН, принимавших участие в проведении исследований, к. Головченко Н. П., к. Трутко С. М., к. Аринбасаровой А. Ю., лаборантам Казаковой М. Д. и Пайвиной З. В., ст. Смирновой Н. ИБФМ РАН Баскунову Б. П., Нефедовой М. ЮТ к. Сахаровскому В. Г. за снятие масс, ИК и НЯМРспсктров и их интерпретацию. Глава 1. Известно, что взаимодействие организмов в экосистеме определяется многими факторами, в том числе способностью микроорганизмов синтезировать и выделять в среду вещества, способных оказывать влияние на развитие других видов. Такие метаболиты, названные аллслотическими, играют важную роль в адаптации видов, формировании и функционирования сообществ Великанов и Сидорова, . К аллслотичсским соединениям относят широкий круг метаболитов первичного и вторичного обмена, включая как простые соединения органические кислоты, спирты, сахара и т. В данном разделе обзора представлены данные по вторичным метаболитам грибов нафтохиноновой природы. Нафтохиноны широко распространены в природе и обнаружены у высших растений , , грибов , i , и актиномицетов , , ,. Интерес к данному классу соединений обусловлен тем, что они обладают широким спектром биологического действия, включая фититоксичсскос , , i , , , инсектицидное , i i, , , антибактериальное iv , , , i , , , , , , и фунгицидное v , i , , , , , , . Кроме того, у некоторых из них обнаружены также цитотоксическое i , , , V , и антиканцерогенное , , , , i, , свойства. Тем не менее, как и для большинства вторичных метаболитов грибов, в настоящее время нет общепринятой точки зрения о физиологической роли нафтохинонов для продуцентов. На наш взгляд, именно высокая биологическая активность нафтохинонов в отношении микроорганизмов. В обзоре рассматриваются следующие вопросы. Структурные формулы и физикохимические свойства известных в настоящее время нафтохинонов грибов таблица 1. Список грибов продуцентов нафтохиноновых пигментов таблица 2. Механизм биосинтеза и биогенетические взаимоотношения пигментов. Биологическая активность и механизм действия пигментов. Механизм устойчивости грибов к собственным метаболитам. Таблица 1. С Н М 2 МР V . I , . Источники i i , . Т ОН 2. Юглон СИб 4 МР V ,. I , , . Источники Viii i ivi , , . О ОН 0 3. VI, . I 2. Источники ii i . V.i , , i , i Жданова и соавт. ОН о 4 0. V I3X 4 КЮ. Ц2Н, . Источник V. ОН о 5. Флавиолин С0Нб5 6 V IX , , 9. I2, , , II. Источники i i v , , . I.i , , i , i Жданова и соавт . I 6. С,зН 2. V . I , , , . I,. Нсючнпкi v . О 7. V . V 7,1,4, 0. I , , . Источник i , . О О 8. С,зн 2 V ЕЮН . I , , , . Источники vi I, . ОН О луя X 0Н О 9. В ,6 6 7 V . I , , . Источники i i , . ОН о Ат v 0 Ю. В I5I 8 2 V . I , , . Источник i i i , . НО О . I 2 МР 7 V МеОН 1, 6. I . I . Источник i . О МеО но О . V . II4 , , . Источники i У i . ОН 0 ОН О . Момпаин 6 2 0. V . I , , , . Источни. ОН о . Димстилнафтазарин 2,4 4 V . I Источник ii i , . СО 0 ОН о . Моллизин I4I,2 3 V . I , , . I3X 2. I. Источники ii i, , , V v, . V СИОН ОН О . V, 3, 4, 2,0. I , , . I. 6. Источники iii . Лон о X 1 у СН2 2СОСН2СООН ОН о . I У СНСОСН2СООН ОН О . Гомотрихион ,9,8 4 Источники iii vi i , . О Ме0 V II эн он О . V ЕЮН . I . Источник i . ОН он он он . V 7,1 , 6,5, 7, 5. I , ,, , . Источник i ivv . О он О ЛМгт ОН О . Гомовентозин I 6 0 . V , 0, 0. I , , , . Источник x vi, . Г он о 6i 4 I ,, , , , ,ii,5X 1 2. I, 7. I,8. Источник , .

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: 0.266, запросов: 145