Установление строения О-антигенов кишечной палочки, содержащих нонулозоновые кислоты и другие необычные компоненты

• Автор: Шевелев, Сергей Дмитриевич
• Шифр специальности: 02.00.10
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2012
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 111 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ

1. ВВЕДЕНИЕ

2. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР

Высшие моносахариды компоненты бактериальных липополисахаридов

2.1. Общая характеристика липополисахаридов грамотрицательных бактерий

2.2. Гептозы и гептулозаровая кислота

2.3. Октулозоновые кислоты

2.4. Нонулозоновые кислоты

2.4.1. Ацетилиейраминовая кислота

2.4.2. Производные 5,7диамино3,5,7,9тетрадезоксинон2улозоновых кислот

2.4.2.1. Псевдаминовая кислота
2.4.2.2. Лсгионаминовая кислота
2.4.2.3. 8Эпилсгионаминовая кислота
2.4.2.4. 4Эпилегионаминовая кислота
2.4.2.5. Биосинтез 5,7диамино3,5,7,9тетрадезоксинон2улозоновых кислот
2.4.3. Другие нонулозоновые кислоты
2.5. Высшие разветвленные моносахариды
2.6. Биологическое значение высших сахаров
3. РЕЗУЛЬТАТЫ
3.1. Общие подходы к структурному анализу полисахаридов
3.2. ОАнтигены, содержащие нонулозоновые кислоты
3.2.1. Установление структуры ОПС . i и уточнение структуры ОПС
. i 8, содержащих нейраминовую кислоту
3.2.2. Структура ОПС . i , содержащего легионаминовую кислоту
3.2.3. Структура ОПС К i , содержащего 8эпилсгионаминовую кислоту
3.3. Фосфорилированные Оантигены
3.3.1. Структура ОПС . i 9 и , содержащих фосфат глицерина
3.3.2. Структура I . i и , содержащих фосфат рибита
3.4. Другие Оантигены
3.4.1. Структура ОПС . i , содержащего 2ацетамидо2дезокси
4151 карбоксиэтил0глюкозу
3.4.2. Установление структур ОПС . i 9 и . i 8 и уточнение структуры ОПС . i , содержащих производные 4амино4,6дидсзоксиОглюкозы 4амино4дезокси0хиновозы
3.4.3. Установление структуры ОПС . i и уточнение структуры ОПС . i , содержащих производные 2,3диамино2,3,6тридсзоксиЬманнозы 2,3диамино2,3дидсзоксиЬрамнозы
4. ОБСУЖДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ
4.1. Особенности состава и строения изученных Оантигенов
4.2. Функциональный анализ генных кластеров Оантигенов
5. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ
5.1. Бактериальные штаммы и культивирование
5.2. Выделение липополисахаридов
5.3. Получение полисахаридов и олигосахаридов
5.4. Химические методы анализа
5.4.1. Определение состава полисахаридов
5.4.2. Определение абсолютных конфигураций компонентов
5.5. Сольволиз трифторметансульфокислотой
5.6. Распад по Смиту
5.7. Спектроскопия ЯМР
5.8. Массспектрометрия
ВЫВОДЫ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ


Объекты данного исследования были выбраны на основании предварительного генетического исследования, которое позволило предположить наличие редких компонентов в составе ОПС вышеперечисленных серогрупп. Сделанное предположение подтвердилось в ходе дальнейшего структурного анализа выбранных ОПС в частности, в составе трех из них были обнаружены и идентифицированы производные редко встречающихся в бактериальных углеводах высших сахаров, относящихся к классу нонулозоповых кислот. Это определило выбор темы литературного обзора настоящей диссертации. В других ОПС были обнаружены такие компоненты, как простой эфир моносахарида с молочной кислотой глнколактиловая кислота, 6дсзоксиамииосахара с необычными ацильными заместителями, 6дсзоксиднамнносахар, фосфаты глицерина и рибита. Установление строения 1 необычного состава вызывает особый интерес, в частности, в связи с существенным вкладом редких моносахаридов в иммуноспецифичность бактерий, что важно для создания их серологических классификационных схем. ЯМР. Еще одной цслыо работы было определение функций генов биосинтеза изученных Оаитигенов путем анализа секвенированных генных кластеров с учетом полученных структурных данных. Исследование генных кластеров Оантнгенов, содержащих необычные моносахаридныс и иеуглсводныс компоненты, позволило сделать предположения о происхождении сходных антигенных структур в различных группах бактерий и тем самым пролить свет на их эволюционную историю. Эта часть работы была выполнена совместно с китайскими партнерами генетиками из лаборатории функциональной геномики микробов Колледжа ТЕДА Нанкайского университета г. Тяньдзннь, КНР. Результаты, полученные в ходе выполнения настоящего исследования, имеют практическое значение. Данные о структуре Оантигенов представляют собой молекулярную основу серологической классификации штаммов кишечной палочки, необходимой для серодиагностики и эпидемиологического мониторинга. Данные функционального анализа генов биосинтеза Оантигенов могут быть использованы для разработки методов молекулярного типирования природных и клинических изолятов . Результаты диссертационной работы опубликованы в статьях, включая один обзор, в отечественных и зарубежных рецензируемых журналах, рекомендованных ВАК . Они были представлены на двух российских и четырех международных конференциях I Молодежная конференция ИОХ РАН, Москва, г. Ii i , , I, i, iv, vi, 4 i i ii , i, i, IV Всероссийская школаконференция Химия и биохимия углеводов, Саратов, г. Ii I, , i, , . Диссертация состоит из введения, литературного обзора, описания результатов, их обсуждения, экспериментальной части и выводов, а также включает список сокращений и список литературы. Литературный обзор посвящен высшим моносахаридам компонентам ЛГ1С. В нем также дастся общая характеристика ЛПС грам отри дательных бактерий. В главах Результаты и Обсуждение результатов описано установление строения ОПС кишечной палочки и использование полученных данных для функционального анализа генных кластеров Оантнгенов, обсуждаются особенности состава изученных полисахаридов, фундаментальное и практическое значение выполненной работы. В глане Экспериментальная часть собраны методики выделения полисахаридов, их химического анализа, модификации и избирательного расщепления, проведения ЯМРспектросконических и масссиектрометрическнх экспериментов. Автор выражав глубокую благодарность научным руководителям Юрию Александровичу Книрелю и Андрею Вячеславовичу Перепслову за постановку задачи, определение основных направлений работы и помощь в обсуждении полученных результатов. Автор искренне признателен Софии Николаевне Сенченковой за обучение химическим методам структурного анализа и помощь в экспериментальной работе, Александру Степановичу Шашкову за съемку и помощь в интерпретации спектров ЯМР, Александру Олеговичу Чижову за съемку массспектров высокого разрешения и Николаю Петровичу Арбатскому за критическое прочтение диссертационной работы, а также всему коллективу лаборатории химии углеводов ИОХ РАН за товарищескую поддержку.