Механизм функционирования мембраносвязанной метангидроксилазы из Methylococcus capsulatus (штамм М) в реакции окисления метана

• Автор: Туманова, Лидия Владимировна
• Шифр специальности: 03.00.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2008
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 115 с. : ил.

Оглавление

Список условных сокращений

Введение

Глава I Обзор литературы

1.1 Метанокисляющис бактерии

1.2 Мембраносвязанная меганмонооксигеназа

1.3 Активный центр мМГ.

1.4 Метанобактин.

1.5 Заключение.

Глава II Материалы и методы

2.1 Методика проведения эксперимента.

2.1 Г 1репарати вная часть.
Глава III Очистка и свойства мембраносвизанной метангидроксилазы из МеМгуЬсосст сарзи1ши штамм М
3.1 Введение.
3.2 Метанокисляющая активность, электронная микроскопия клеток М сарБиШш штамм М и их срезов
3.3 Солюбилизация мМГ
3.4 Очистка мМГ
3.5 Аффинное мечение субстратсвязывающего центра
мМГ Сацетиленом.
3.5 Заключение.
Глава IV Исследование активного центра мМГ методом ЭПР
4.1 Введение.
4.2 Изучение везикул методом низкотемпературной ЭГТРспектроскопии.
4.3 Изучение мМГ методом низкотемпературной ЭПРспектроскопии
4.4 Заключение.
Глава V Обсуждение результатов.
5.1 Механизм реакции.
5.2 Заключение.
Выводы.
Список литературы


Туапсе г VII конференция имени Воеводского Физика и химия элементарных химичеких процессов, г. Черноголовка г. Диссертация состоит из введения и 5 глав. В первой главе приводится обзор литературы по метанокисляющим бактериям и ММО. Во второй главе описывается методика проведения экспериментов. В третьей главе описываются условия солюбилизации и очистки мМГ и результаты аффинного мечения субстратсвязьтвающего центра мМГ Сацетиленом. В четвертой главе приводятся экспериментальные данные и обсуждение ЭПР спектров очищенной мМГ с перекисью водорода. В пятой главе обсуждаются полученные результаты. В конце диссертации приводятся выводы и список используемой литературы. Первые сообщения о бактериях, способных расти на метане, относятся к году. Нидерландский микробиолог Н. I. Сонген доказал, что метан в огромных количествах наблюдается в коре Земли и лишь в следовых количествах в атмосфере. Он предположил, что на поверхности земли должен быть агент, который удаляет метан, снижая его концентрацию в атмосфере. В серии уникальных экспериментов Н. Л. Сонген выделил i i из водных растений, а позднее из воды прудов 1. К сожалению, этот организм был потерян. Позднее в Техасе лаборатория Фостера были начаты работы по выделению метанотрофов из различных источников. Был выделен В. Н. Л. Сонген и переименован в i, и несколько представителей 2. Поворотной точкой для метанотрофной микробиологии стал год, когда Р. Виттенбари с сотрудниками разработали подходы для выделения чистой культуры метанотрофов 3. До этого все попытки получить чистую культуру были безуспешными изза примеси сопутствующих микроорганизмов, растущих на продуктах жизнедеятельности метанотрофов. Такой подход привел к описанию еще более 0 новых аэробых бактерий, которые использовали метан в качестве единственного источника углерода и энергии для роста. Р. Виттенбари с сотрудниками разработали схему классификации метанотрофов, основанную на различии в морфологии способах упаковывания внутрицитоплазматических мембран, путей ассимиляции углерода, способности фиксировать азот и т. Позднее, Дж. П. Боуман с сотрудниками выделили похожий ряд штаммов из различных сред 4, подтвердив их широкое распространение в природе. Кроме того, авторы привели веские аргументы в пользу заключения, что микроорганизмы, окисляющие метан, могут встречаться и в анаэробных условиях. В настоящее время известно более 0 видов бактерий, которые окисляют метан. Морфология и условия культивирования метанотрофов отличаются большим разнообразием. Клетки представляют собой кокки, палочки, изогнутые формы, размеры которых варьируют от 0,5 до 34 мкм. Характерно наличие дипломорф и различных покоящихся форм споры, незрелые цисты. Размножение происходит путм бинарного деления, имеются также почкующиеся формы. Все метанотрофы грамотрицагельные. Капсульное вещество у них представлено различными структурами макрокапсулы, фибриллы, микрокапсулы, внеклеточная слизь. Имеются также некапсульные формы, подвижные и неподвижные. Клеточная стенка трхслойная типична для грамотр и дательных бактерий. На внешней стороне клеточной стенки очень часто обнаруживаются пузырьки и выросты клеточной стенки. Особенностью клеток метанотрофов является наличие обширно развитой системы внутрицитоплазматических мембран ВЦМ. Аналогичные структуры имеются также у фотосинтезирующих, нитрифицирующих, некоторых почкующихся бактерий и у митохондрий. Функционально ВЦМ метанокисляющих бактерий ответственны за ферментативное окисление метана и другие энергетические процессы. Колонии метанотрофных бактерий обладают разнообразной пигментацией бесцветные, белые, охроворозовые, лимонножлтые, красные, коричневые. Некоторые виды выделяют водорастворимый пигмент. Все метанокисляющие бактерии относятся к ГЦ типу. Метанотрофы широко распространены в природе и представлены водными и почвенными формами, которые в естественных условиях существуют в ассоциациях с гетеротрофными микроорганизмами. Последнее обстоятельство затрудняет выделение их в чистую культуру.