Повышение уровня секреции внеклеточного полисахарида и выхода биомассы облигатной метилотрофной бактерии Methylophilus quaylei в присутствии экзогенных жирных кислот и их сложных эфиров

• Автор: Отман Садек Ахмед Мукред
• Шифр специальности: 03.01.06
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2012
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 106 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ ВВЕДЕНИЕ
1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ
1.1. Метаболизм жирных кислот у бактерий
1.1.1. Биосинтез жирных кислот у Escherichia coli
1.1.2. Деградация жирных кислот
1.1.3. Регуляция экспрессии бактериальных десатураз
1.2. Изменения состава мембранных липидов в процессе адаптации бактерий к стрессовым условиям
1.2.1. Влияние температуры на состав мембранных липидов
1.2.2. Влияние осмотического стресса на состав мембранных липидов
1.2.3. Влияние давления на состав мембранных липидов
1.2.4. Влияние добавления спиртов
1.3. Влияние экзогенных свободных жирных кислот и их производных на рост и жизнедеятельность бактерий
1.3.1. Ингибирование роста в присутствии свободных жирных кислот
1.3.2. Ингибирование роста бактерий в присутствии экзогенных производных жирных кислот
1.3.3. Усиление роста бактерий в присутствии свободных жирных кислот
1.4. Транспорт жирных кислот через мембрану грамотрицательных бактерий
1.4.1. Транспорт жирных кислот через мембрану без участия белков
1.4.2. Транспорт жирных кислот через мембрану с участием белков
1.4.3. Энергетика процесса транспорта жирных кислот через мембрану
1.5. Регуляция липидного состава путем введения экзогенных ЖК
1.6. Жирные кислоты как разобщители окислительного фосфорилирования
1.6.1 .Хемиосмотическая гипотеза Митчелла
1.6.2. Окислительное фосфорилирование у бактерий
1.6.3. Разобщители биоэнергетической работы
1.6.4. Жирные кислоты как разобщители окислительного фосфорилирования
1.7. Жирные кислоты как ауторегуляторные метаболиты, необходимые для межклеточной коммуникации
1.7.1. Восприятие кворума («Quorum sensing»)
1.7.2. Жирные кислоты как ауторегуляторные метаболиты
1.8. Морфогенетические изменения бактерий под действием экзогенных
жирных кислот
2. РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ
2.1. Влияние экзогенных жирных кислот и их сложных эфиров на рост
и продукцию внеклеточного полисахарида Methylophilus quaylei
2.1 Л. Изучение кинетики роста М. quaylei и секреции внеклеточного полисахарида в присутствии жирных кислот и их метиловых эфиров
2.1.2. Влияние олеиновой кислоты на продукцию внеклеточного полисахарида М. quaylei
2.1.3. Влияние олеата натрия на рост М. quaylei и секрецию полисахарида
2.1.4. Фракционирование и анализ липидного состава бактерий М. quaylei методом ТСХ на силикагеле
2.1.5. Анализ жирнокислотного состава фракций липидов методом хромато-масс-спектрометрии
2.1.6. Влияние экзогенного метилстеарата на жирнокислотный состав
М. quaylei
2.1.7. Изучение физико-химических свойств поверхности клеток
М. quaylei и свойств липидного бислоя
2.2. Получение, очистка и изучение углеводного и фракционного состава полисахарида М. quaylei
2.2.1. Оптимизация состава питательной среды методом
математического планирования эксперимента
2.2.2. Разработка методов выделения внеклеточных полисахаридов
М. quaylei
2.2.3. Анализ состава внеклеточного полисахаридам quaylei
2.2.4. Исследование фракционного состава внеклеточного полисахарида
М. quaylei методом гель-хроматографии
2.3. Изучение эмульгирующих и реологических свойств растворов,
содержащих внеклеточные полисахариды М. quaylei
3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
ВЫВОДЫ
СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ
АОБ - алкилоксибензолы
АСР - ацилпереносящий белок
БКЖ - бесклеточная культуральная жидкость
БСА - бычий сывороточный альбумин
ВБ - высушенная биомасса
СоА- кофермент А
ДЦЖК - длинноцепочечные жирные кислоты ДФГ -1,6-дифенил- 1,3,5-гексатриен ЖК - жирные кислоты;
КОЕ - колониеобразующие единицы КЖ - культуральная жидкость
ККМ - критическая концентрация мицеллообразования
МЭЖК - метиловые эфиры жирных кислот
НЛ - нейтральные липиды
ОК - олеиновая кислота
ОБ - оптическая плотность
СК - стеариновая кислота
ТСХ - тонкослойная хроматография
ТФУ - трифторуксусная кислота
цАМФ - циклический аденозинмонофосфат
ФГ - фосфатидилглицерин
ФК - фосфатидная кислота
ФЛ - фосфолипиды
ФХ - фосфатидилхолин
ФЭ - фосфатидилэтаноламин
ЦТАБ - цетилтриметиламмоний бромид
ЭДТА - этилендиаминтетрауксусная кислота
ЭПС - экзополисахарид

транспорта субстрата [99]. Авторы связывают разобщающее действие слабых кислот их способностью переноса протонов.
Хирд и Видеман изучали взаимосвязь между окислительным фосфорилированием и окислением короткоцепочечных жирных кислот в митохондриях клеток печени крыс [100]. Общие реакции, отражающие эту взаимосвязь представлены на рис.17.
А'ГР
N > Fatty acid +CoA
AMP + pyrophowphale * » AeyJ-CoA
Py ropbosphft tarc
2 Fhoaphat«
A D P + ph osphate Ademine 1 rLphosphataae
ATP-. >*Glweöse lexokmaa©
Ketone
€0*, HtQ
bodies
РЬдорЪдее
Glueotie e.pboaphate PJhoephafcaae
Glueoao + phcHsphfttft
Рис. 17. Взаимосвязь между окислением короткоцепочечных жирных кислот и окислительным фосфорилированием [100].
Концентрации, при которых начинало наблюдаться разобщающее действие, зависело от длины цепи. Было также обнаружено, что присутствие БСА способствует защите митохондрий от разобщающего действия жирных кислот [101].
Вожтзак описал протонотропный механизм разобщения [101], обусловленный трансмембранным передвижением недиссоциированных жирных кислот в одном направлении и их анионов в другом направлении. Также было отмечено, что в интактных клетках жирные кислоты являются прекрасными субстратами, обеспечивающими электроны для дыхательной цепи. Короткоцепочечные жирные кислоты, также как и среднецепочечные, не имели протонотропных свойств, длинноцепочечных ЖК увеличивали проницаемость митохондриальной мембраны для катионов щелочных металлов. Будучи анионными амфифилами, ДЦЖК увеличивают отрицательный заряд биомембран и таким образом препятствуют их ферментативным и транспортным функциям.
На рис. 18 представлена схема переноса протонов через мембрану жирными кислотами [102]. Согласно схеме А, ЖК переносятся через мембрану с помощью «флип-флоп»-перехода, причем процесс включает четыре стадии:
> ассоциацию протона с ЖК-анионом
> «флип-флоп» протонированной ЖК
> диссоциацию
> «флип-флоп» ЖК-аниона