Биоразнообразие бесцветных серобактерий : Таксономия, метаболизм и его регуляция

• Автор: Грабович, Маргарита Юрьевна
• Шифр специальности: 03.00.07
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2005
• Место защиты: Воронеж
• Количество страниц: 338 с. : ил.

ВВЕДЕНИЕ ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

ГЛАВА 1. НИТЧАТЫЕ БЕСЦВЕТНЫЕ СЕРОБАКТЕРИИ

1.1 .Таксономическая характеристика нитчатых бесцветных серобактерий

1.1.1 .Характеристика рода Beggiatoa

« 1.1.1.1. Метаболизм соединений углерода, серы, азота

1.1.1.2. Экология

1.1.1.3. Филогенетическое положение

1.1.2. Характеристика рода Ткіоріоса

1.1.2.1. Таксономический состав

1.1.2.2. Метаболизм

1.1.2.3. Экология

1.1.2.4. Филогенетическое положение
1.1.3. Характеристика рода ТЫоЖгЬс
1.1.3.1. Метаболизм соединений углерода и серы
1.1.3.2. Экология
А 1.1.3.3. Таксономический состав и филогенетическое положение
1.1.4. Характеристика рода Ьеисоїкгіх
1.1.4.1. Филогененетическое положение
1.1.4.2. Экология
ГЛАВА 2. ОДНОКЛЕТОЧНЫЕ БЕСЦВЕТНЫЕ СЕРОБАКТЕРИИ
2.1. Краткая характеристика одноклеточных бесцветных серобактерий
2.1.1. Характеристика рода АсНготайит
2.1.1.1. Метаболизм
2.1.1.2. Филогенетическое положение

2.1.2. Характеристика рода ТЫотаг^агЫа
2.1.3. Характеристика рода ТІгіоЬасіегіит
2.1.4. Характеристика рода Тіїютіїнт
2.1.5. Характеристика рода Масготопаь
2.1.6. Характеристика рода ТІїіохріга
2.1.7. Характеристика рода «Тіііосіепсігоп»
ЗАКЛЮЧЕНИЕ ПО ОБЗОРУ ЛИТЕРАТУРЫ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ
ГЛАВА 3. ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
3.1. Объекты исследования
3.2. Состав питательных сред для культивирования бактерий
3.3. Разработка техники микроаэробного культивирования
3.4. Методы изучения морфологии, ультрастуктуры и внутриклеточных включений
3.5. Получение клеточной суспензии, ферментных препаратов и мембранных фракций бактериальных клеток
3.6. Методы определения активности ферментов
3.6.1. Ферменты углеродного метаболизма
3.6.2. Определение активности ферментов, участвующих в превращениях восстановленных соединений серы
3.6.3. Определение активности ферментов, участвующих в синтезе детоксикации продуктов неполного восстановления кислорода
3.7. Очистка и изучение свойств МДГ
3.8. Физико-химические методы анализа
3.8.1. Радиоуглеродный метод
3.8.2. Методы определения растворенного кислорода
3.8.3. Определение хинонов
3.8.4. Анализ жирнокислотного состава
3.8.5 Анализ неорганических соединений серы
3.8.6. Метод определения концентрации внутриклеточной АТФ
3.8.7. Определение продуктов брожения
3.8.8. Определение Н2О2
3.8.9. Определение метаболитной антиокислительной активности
3.9. Методы молекулярной биологии РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ
I ТАКСОНОМИЧЕСКИЙ СОСТАВ БЕСЦВЕТНЫХ СЕРОБАКТЕРИЙ
ГЛАВА 4. ТАКСОНОМИЧЕСКИЙ СОСТАВ И ФИЛОГЕНЕТИЧЕСКОЕ ПОЛОЖЕНИЕ БЕСЦВЕТНЫХ СЕРОБАКТЕРИЙ
4.1. Филогенетическое положение штаммов серных спирилл
4.1.1. Филогенетический анализ последовательностей гена 16S рРНК
4.1.2. Генотипические свойства
4.1.3. Состав жирных кислот и хинонов
4.2. Таксономическое положение некоторых бактерий рода Aquaspirillum и Spirillum
4.3. Филогенетическое положение штаммов Д-401 и Д-402 пресноводных Beggiatoa
4.3.1. Генотипические свойства
4.3.2. Филогенетический анализ последовательностей гена 16S рРНК
4.4. Филогенетическое положение бактерий рода Macromonas
II УГЛЕРОДНЫЙ И СЕРНЫЙ МЕТАБОЛИЗМ БЕСЦВЕТНЫХ СЕРОБАКТЕРИЙ
ГЛАВА 5. ЛИТОТРОФНЫЕ БЕСЦВЕТНЫЕ СЕРОБАКТЕРИИ
5.1. Пресноводные нитчатые серобактерии Beggiatoa leptomitiformis Д
5.1.1. Механизм окисления восстановленных соединений серы
5.1.1.1. Окисление соединений серы и влияние на клеточный урожай
5.1.1.2. Активность ферментов серного метаболизма
удалось добиться только при хемостатном культивировании с тиосульфатом или сероуглеродом (СБ или СБД. В этих условиях роста в клетках была обнаружена активность РБФК - ключевого фермента цикла Кальвина, а также активность ферментов, участвующих в диссимиляционном окислении восстановленных соединений серы: сульфит- и тиосульфатоксидоредуктазы и, кроме того, роданаза и аденилсульфатредуктаза (АФС-редуктаза). Окисление сульфида сопровождалось накоплением элементной серы, а затем и сульфатов [268]. Окисление тиосульфата осуществляется с участием субстратного фосфорилирования. Необходимо заметить, что прямой связи окисления сульфида с функционированием ЭТЦ не было обнаружено. Относительно низкий молярный клеточный урожай при хемотрофном росте (Утах= 4 г белка/моль тиосульфата) свидетельствует о получении энергии путем субстратного фосфорилирования с участием АФС-редуктазы.
При исследовании ЭТЦ при литогетеротрофном росте в клетках Т. гатоза была обнаружена цианидчувствительная цитохромоксидаза [36]. Ингибирование окисления серных соединений с помощью СССР (ингибитор ЭТЦ) косвенно указывает на возможность цитохромзависимого транспорта электронов и вовлечению мембраны в генерацию протонной движущей силы. Однако дополнительные сведения в пользу функционирования сопряженного с ЭТЦ окисления серных соединений получены не были.
Для штамма ТЫыНг'т СТЗ показано, что он может расти как литогетеротроф, используя одновременно ацетат и тиосульфат, как факультативный гетеротроф при выращивании без каких-либо восстановленных соединений и как факультативный автотроф при росте с одним тиосульфатом без добавления источников органического углерода [171]. Однако ни ферментативные механизмы окисления серных оединений, ни связь с функционированием ЭТЦ не были исследованы.
Т. /гисшюогат осуществляет гетеротрофный тип метаболизма, в присутствии восстановленных соединений серы откладывает внутриклеточно включения серы [278]. Роль восстановленных соединений серы не ясна и требуются дополнительные исследования.