Генетические системы деградации салицилата у флуоресцирующих псевдомонад

• Автор: Сазонова, Олеся Ивановна
• Шифр специальности: 03.00.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2009
• Место защиты: Пущино
• Количество страниц: 113 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ И УСЛОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ.

ВВЕДЕНИЕ

1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ.

1.1 САЛИЦИЛОВАЯ КИСЛОТА. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА.

1.2 САЛИЦИЛАТ КЛЮЧЕВОЙ ИНТЕРМЕДИАТ БАКТЕРИАЛЬНОЙ ДЕГРАДАЦИИ

РЯДА АРОМАТИЧЕСКИХ СОЕДИНЕНИЙ.

1.2.1 Катаболизм индолил 3уксусной кислоты гормона растений

1.2.2 Салицилат промежуточный продукт деградации карбарила

1.2.3 Салицилат ключевой промежуточный продукт микробной деградации нафталина, фенантрена и антрацена .

1.3 БИОХИМИЧЕСКИЕ ПУТИ

БИОДЕГРАДАЦИИ САЛИЦИЛАТА
1.4 РАЗНООБРАЗИЕ ГЕНЕТИЧЕСКИХ СИСТЕМ ДЕГРАДАЦИИ САЛИЦИЛАТА У БАКТЕРИЙ.
1.4.1 Организация генов катаболизма нафталина и салицилата плазмиды 7.
1.4.2 Генетические системы катаболизма салицилата аналогичные
ляЛгенам плазмиды 7.
1.4.3 гены штаммовдеструкторов нафталина i . штамм
и iv 2.
1.4.4 Гены биодеградации салицилата штамма . 6
1.4.5 ны i 2 и xxi 8
1.4.6 Гены катаболизма Г1АУ бактерий рода ii
и родственных им родов
1.4.7 Гены катаболизма салицилата грам положительной бактерии . .
1.5 Регуляция генов биодеградации салицилата.
Салицилат индуктор экспрессии некоторых оперонов
1.6 РАСПРОСТРАНЕНИЕ И ЭВОЛЮЦИЯ КАТАБОЛИЧЕСКИХ ОПЕРОНОВ. 2 МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ
2.1. Бактериальные штаммы и плазмиды
2.2. Питательные среды и условия роста
2.3. Выделение бактериальных штаммов из почвенных образцов
2.4 Выделение тотальной ДНК бактерий
2.5. Выделение плазмидной ДНК.
2.6. Приготовление блоквставок.
2.7. Конъюпщионный перенос плазмид
2.8. Полимеразная цепная реакция
2.9. Гидролиз ДНК эндонуклеазами рестрикции.
2 Электрофорез в агарозном геле.
2 Препаративное выделение фрагментов ДИК из агарозного геля.
2. Мечение ДНК методом рассеянной затравки
2. Гибридизация ДНК на нейлоновых фильтрах
2 Лигирование ДНК.
2 Приготовление компетентных клеток Е.соИ.
2. Трансформация клеток Е.соИ плазмидной ДНК
2. Определение нуклеотидной последовательности ДНК
2. Определение удельных активностей ферментов.
2. Выделение тотальной РНК
2. Синтез первой цепи кДНК
2. Картирование стартовой точки транскрипции
3 РЕЗУЛЬТАТЫ
3.1. Изоляция и характеристика штаммовдеструкторов салицилата
3.2. Участие плазмид в генетическом контроле деградации салицилата
3.3. Анализ удельных активностей ферментов биодеградации салицилата.
3.4. Амплификация ключевых генов биодеградации салицилата.
3.5. Поиск последовательное гей, отвечающих за утилизацию салицилата,
в исследуемых штаммах.
3.6. Анализ генов паИа штаммовдеструкторов салицилата
3.7. Изучение экспрессии гена паИ у исследуемых штаммов.
3.8. Идентификация последовательностей,
кодирующих функциональную салицилат гидроксилазу в штаммах Р. риШа
3.9. Анализ генов паки штаммовдеструкторов салицилата
3 Деградация салицилата штаммом Р. риНа АК5
3 Клонирование генов катаболизма нафталина плазмиды рАК5
3 Клонирование генов катаболизма салицилата плазмиды рАК5.
3 Анализ нуклеотидной последовательности
генов биодеградации салицилата плазмиды рАК5
4. ОБСУЖДЕНИЕ.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ


Анализ удельных активностей ферментов биодеградации салицилата. Амплификация ключевых генов биодеградации салицилата. Изучение экспрессии гена паИ у исследуемых штаммов. Деградация салицилата штаммом Р. Клонирование генов катаболизма салицилата плазмиды рАК5. ОБСУЖДЕНИЕ. СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ. И.А. Салицилат является широко распространенным в природе соединением, важным звеном метаболизма животных, растений и микроорганизмов. Он служит ключевым интермедиатом в бактериальных путях биодеградации нафталина, фенантрена, антрацена, карбарила и других токсичных и канцерогенных соединений, загрязняющих окружающую среду vi v, v . , . Салицилат также играет важную роль в рефляции экспрессии некоторых бактериальных генов. Многие микроорганизмы способны использовать салицилат в качестве единственного источника углерода и энергии. Однако накопление салицилатов в среде может подавлять рост микроорганизмов. К настоящему времени биохимические пути деградации салицилата у микроорганизмов достаточно хорошо исследованы. Бактерии рода могут утилизировать салицилат двумя способами вопервых, трансформируя его в катехол с помощью салицилат гидроксилазы с дальнейшим расщеплением последнего по орто или метапути вовторых, окисляя его посредством салицилат 5гидроксилазы в гентизиновую кислоту. Изучение как биохимических, так и генетических аспектов метаболизма салицилата тесно связано с исследованием системы утилизации его высокомолекулярного предшественника нафталина. Имеющиеся данные указывают на то, что генетический контроль катаболизма как нафталина, так и салицилата у флуоресцирующих псевдомонад является весьма консервативным. Вероятно, это объясняется тем, что организацию генов деградации салицилата изучали на штаммахдеструкторах нафталина. Кроме того, у этой группы микроорганизмов исследование касалось в основном генов, контролирующих деградацию салицилата по леидпути расщепления катехола. Несмотря на широкое распространение салицилата в природе разнообразие генетических систем биодеградации данного соединения у штаммовдесгрукторов салицилата но не нафталина до настоящего времени не изучалось. Штаммы, метаболизирующие только салицилат, могут иметь отличную от деструкторов нафталина организацию катаболических генов и, возможно, другие пути утилизации данного соединения. Особый интерес представляет изучение менее распространенного среди псевдомонад альтернативного пути деградации салицилата через гентизиновую кислоту. У флуоресцирующих псевдомонад гены катаболизма различных ароматических углеводородов, в том числе салицилата, могут располагаться на коньюгативных плазмидах большого размера , i . Известно, что гены биодеградации могут находиться в составе различных транспозонов i, . , . Транспозонная организация катаболических генов, их расположение на коньюгативных плазмидах способствует распространению биодеградативных признаков как внутри, так и между микробными популяциями и играет ключевую роль в адаптации микробных сообществ к возрастающему загрязнению окружающей среды. Рекомбинация между гомологичными областями может привести к делеции несущественных генов и последовательностей ДНК. В результате образуется структура оперона. Исследование разнообразия и распространения генетических систем биодеструкпии ароматических углеводородов позволяет понять молекулярныемеханизмы адаптации микроорганизмов к загрязнению окружающей среды ксенобиотиками. Целью данной работы являлось изучение разнообразия и распространения генетических систем катаболизма салицилата у штаммов флуоресцирующих псевдомонад, изолированных из загрязненных нефтепродустами почв различных географически удаленных регионов. Определение субстратной специфичности и генотипический анализ штаммовдеструкторов салицилата бакгерин рода изолированных из образцов почв, загрязненных нефтепродустами. Определение путей биодеградацпи салицилата вновь изолированными штаммамидеструкторами.