Структурно-функциональная реорганизация микромицетов в процессах формообразования и роста на труднодоступных субстратах

• Автор: Панина, Людмила Константиновна
• Шифр специальности: 03.00.02
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2000
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 261 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА I. Формализация подхода к проблеме адаптации грибов к среде
обитании
ГЛАВА II. Материалы и методы
2.1. Микроскопические грибы
2.2. Культивирование микромицетов
2.3. Регистрация морфофизиологических характеристик клеток и колоний грибов
2.4. Статистический анализ данных
ГЛАВА III. Биофизические закономерности формообразования у клеток микромицетов под действием среды
3.1. Диморфизм и его биологическая роль
3.1.1. Факторы, индуцирующие диморфные переходы
3.1.2. Пути прохождения в клетку внешнего сигнала, приводящего к изменению формы роста
3.1.3. Внутриклеточные процессы, приводящие к изменениям формы
клетки. Механика морфогенеза
3. 2. Результаты экспериментального исследования
3.2.1. Морфологические переходы мицелий =>,дрожжи
3.2.2. Индукция обратных переходов дрожжи =>мицелий
3.2.3. Переход дрожжи => хламидоспоры
3.2.4. Фазовая диаграмма состояний клеточных форм
3.2.5. Морфологические характеристики основных клеточных форм роста
3.3. Обсуждение результатов
3.3.1. О возможных молекулярных механизмах диморфных переходов
3.3.2. Диморфный переход как фазовый переход
3.3.3. Форма и размеры клетки как показатели взаимодействия со средой
Основные результаты и выводы по главе
ГЛАВА IV. Закономерности пространственно-временной организации в колониях микроскопических грибов

4.1. Пространственная организация колоний мицелиальных грибов в свете биофизических представлений
4.1.1. Базовые модели процессов самоорганизации
4.1.2. Примеры биологической самоорганизации в клеточных коллективах
4.1.3. Модели возникновения пространственной упорядоченности в
бактериальных колониях
4.2. Результаты исследования и их обсуждение
4.2.1. Кластерный рост колоний. О природе микроколониальной морфологии литобионтных грибов
4.2.2. Фрактальный рост колоний
4.2.3 Зональный и сплошной (газон) рост колоний микромицетов
4.2.3.1. Условия возникновения зональности в колониях и альтернативные сценарии роста
4.2.3.2. О механизме формирования автоволн
4.2.4. Математическая модель пространственного роста колонии микромицетов
4.2.5. Вычислительный экперимент и проверка адекватности модели
экпериментальным данным
4.3. Пространственная организация колоний грибов в связи
с их стратегией роста
Основные результаты и выводы по главе
ГЛАВА V. Меланины как основа устойчивости клеток в состоянии стресса
5.1. Меланиногенез и его функции
5.2. Результаты экспериментального исследования
5.2.1. Биосинтез меланинов у грибов, используемых в эксперименте
5.2.2. Локализация пигментов в грибной клетке и их возможная роль
в изменении поверхностных свойств
5.2.3. Сравнительное характеристика некоторых физических свойств
грибных меланинов и их синтетических аналогов
5.2.3.1. Структура меланинов по данным рентгенодифракционного анализа
и комбинационного рассеяния света
5.2.3.2. Электронные спектры меланинов

5.2.3.3. Спектры электронного парамагнитного резонанса (ЭПР)
5.3. Обсуждение результатов. Роль меланина в адаптации грибов к
изменяющейся среде
Основные результаты и выводы по главе
ГЛАВА VI. Биодеструкция материалов как следствие адаптации грибов
к среде обитания
6.1 Исследование взаимодействия грибов с новыми технологическими материалами и определение их грибостойкости
6.2.Взаимодействие грибов с новыми аллотропными модификациями углерода
6.3. Проблема сохранения памятников культурного наследия в
современном ландшафте (роль биогенных разрушений)
6.3.1. Литобионтные микромицеты - деструкторы мрамора
6.3.2 Обнаружение и идентификация микробного заражения мрамора с использованием метода ЭПР
6.4. Новые подходы к созданию универсальных защитных покрытий от воздействия грибов (на примере покрытий на основе аморфного
гидрогенизированного углерода)
Основные результаты и выводы по главе
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ВЫВОДЫ
СПИСОК СОКРАЩЕННЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ
ЛИТЕРАТУРА
ПРИЛОЖЕНИЕ.
СПИСОК ПУБЛИКАЦИЙ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ
осаждался из супернатанта в кислой среде (рН2) и дважды последовательно промывался в органических растворителях (ацетон, эфир, ксилол). Были получены дешдроксинафталеновые (DHN) меланины и аспергиллин (меланин типа А). Для сравнительных исследований использовали синтетические аналоги меланинов производства фирмы Sigma, полученые окислением тирозина пероксидом водорода.
Для исследования структуры и электронных свойств экстрагированных и нативных меланинов - полисопряженных ароматических образований использовались современные физические методы. Рентгеноструктурный анализ меланинов был проведен в ФТИ им. А.Ф. Иоффе РАН (Н.Ф. Картенко) стандартным методом рентгеновской порошковой дифракции (ДРОН-3, СиКа). Спектры комбинационного рассеяния, позволяющие получать детальную информацию о структуре макромолекул исследовали в ФТИ им. А.Ф. Иоффе РАН (М.Ф. Лимонов) на тройном Раман-спектрометре DILOR Z-24 с помощью аргонового лазера Spectra-Physics-2020 на длине волны 514,5 нм. Мощность излучения на образце не превышала 1 мвт/мм2. Измерения проводились при комнатной температуре в неполяризованном свете. Использовалась 90- градусная геометрия рассеяния света. В зависимости от исследуемого образца спектральная ширина щели менялась в пределах 6-8 см'1 . Исследование электронных спектров меланинов в жидкой среде проводилось на спектрофотометре HITACHI U3410 (187-2500 нм) и спектрофлуориметре ШТАСШ F4010 (200-800 нм) в ИАнП РАН (совместно с В.Е. Курочкиным, A.A. Евстраповым). ЭПР спектры грибной биомассы и изолированных меланинов регистрировались в X- и Q- диапазонах при комнатной температуре в воздушной и азотной атмосфере на спектрометрах РЭ-1308 и JEZ-PE3, Jeol совместно с С.М. Сухаржевским, СПбГУ кафедра геохимии и А.Г. Бадаляном, ФТИ им. А.Ф. Иоффе РАН. Масса образца была порядка 1 мг. Абсолютная погрешность измерения g-фактора составила ±0.0002. Количество парамагнитных центров (ГОД) на единицу сухой массы клеток оценивалось в относительных единицах как среднее по 3 образцам.
Поверхностные свойства меланинзированных и беспигментных клеток (изменение заряда, гидрофобности) изучали методом разделения суспензии клеток в двухфазных водных полимерных системах полиэтиленгликоль-декстран ПЭГ-Дт (Альбертсон, 1974; Горбушина, Панина, 1992). Состав двухфазной водной полимерной системы :