Биосинтез и локализация алкогольоксидазы у метилотрофных дрожжей Pichia methanolica

• Автор: Леонович, Оксана Александровна
• Шифр специальности: 03.00.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2000
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 88 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

1. РОЛЬ ПЕРОКСИСОМ В МЕТАБОЛИЗМЕ МЕТАНОЛА

1.1. Диссимиляция метанола

1.2. Ассимиляция метанола

2. МЕТАБОЛИЗМ ЭТАНОЛА В ДРОЖЖАХ

2.1. Другие варианты функций пероксисом

3. СТРУКТУРА И БИОГЕНЕЗ ПЕРОКСИСОМ

3.1. Регуляция синтеза пероксисомальных ферментов

3.2. Развитие пероксисом в процессе вегетативного роста

3.3. Деградация пероксисом
4 ТРАНСЛОКАЦИЯ И СБОРКА БЕЖОВ В ПЕРОКСИСОМАХ
4.1. Сигнальные последовательности белков
4.2. Рецепторы РТБ
4.3. Импор т олигомерных белков
4.4. Транслокация мембранных белков пероксисом
5. МЕТАБОЛИЗМ И ФУНКЦИЯ ГЛУТАТИОНА В МИКРООРГАНИЗМАХ
5.1. Роль глутатиона в поддержании тиолового статуса клетки
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ
МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ
1. Характеристика пероксисом дрожжей Р. те1ИапоИса
2. Пероксисомальная локализация алкогольоксидазы у мутанта есг1
3. Восстановление активности алкогольоксидазы рмеркаптоэтанолом у мутанта тЬ1 дрожжей Р. пШИапоИса
4. Токсичность Рмеркаптоэтанола
ВЫВОДЫ
ЛИТЕРАТУРА


Изучение механизмов биогенеза и регуляции белкового состава пероксисом эукариотических клеток является одним из развивающихся аспектов биологии клетки. Дополнительный стимул к разработке данного направления в последние годы связан с обнаружением наследственных заболеваний человека, связанных с дисфункцией пероксисом. Удобной моделью для исследования этих органелл являются дрожжи, среди которых особое место принадлежит группе метилотрофных дрожжей, у которых метаболизм различных углеродных субстратов связан с регуляцией белкового состава пероксисом. За последние годы был получен ряд регуляторных и метаболических мутантов с измененным спектром утилизируемых источников углерода Сибирный . . и др. ii . ., . Так, изучение генетических линии дрожжей Р. АО, выявили не менее четырех ре1уляторных механизмов, индуцируемых глюкозой или этанолом, которые реализуются четырьмя независимыми путями передачи сигнала. Особое значение в последнее время получили исследования, направленные на расшифровку механизмов транслокации и сборки белков в пероксисомах. Получен ряд мутантов по сборке и биогенезу пероксисом, что позволило идентифицировать группу белков, участвующих в этом процессе. Пути превращения метанола, этанола, глюкозы и их регуляция довольно сходны у всех видов метилотрофных дрожжей II. Vi . ., . v 1. При этом утилизация метанола и этанола сопровождается существенным изменением белкового матрикса пероксисом. Регуляция ростовыми субстратами белкового состава м а фикса пероксисом необычна для других органелл. Известно, что транскрипция структурных генов, кодирующих алкоголъоксидазу ЕС 1. i . i . Сибирный . . и др. Помимо катаболитной репрессии, ферменты пероксисом, в том числе и алкогольоксидаза, подвержены катаболитной инактивации, которая наблюдается при переносе дрожжевых клеток, выросших на метаноле, в среду с глюкозой или этанолом Сибирный . . и др. i . ., . . ., . По исчерпание репрессора в условиях дерепрессии или индукции метанолом вновь синтезируемые предшественники АО транспонируются только в находящуюся на стадии роста ПС и не обнаруживаются в ПС, возникших при росте на этаноле. Однако, все имеющееся данные о регуляции биосинтеза АО не дают однозначного ответа на вопрос, является ли присутствие метанола решающим фактором для развития пероксисом, транскрипции генов АО и транслокации АО в пероксисомы. Возможно, исследование регуляторного мутанта с нарушенной катаболитной репрессией позволит нам прояснить механизмы регуляции биосинтеза АО в дрожжах. Известно, что агрегатное состояние АО, а также активность фермента, зависят от соединений, которые взаимодействуют с i i Е. . ., . Определение первичной структуры АО дрожжей Р. .К. Несет ли это какуюнибудь функциональную нагрузку неизвестно, но можно предположить, что некоторые из цистеиновых остатков существенны в восстановленном состоянии для правильной сборки активного фермента, а поддержание восстановительных условий в матриксе пероксисом важная функция глутатиона и глутатионредуктазы при росте клеток на метаноле. Известно, что для большей части белков, локализованных в цитоплазме, отсутствуют условия для образования дисульфидных связей вследствие восстановленности среды . ., . Необходимое для стабильности связей соотношение восстановлешюй и окисленной форм глутатиона обнаружено экспериментально лишь в эндоплазматическом ретикулюме у эукариотических клеток и в периплазме бактерий и дрожжей i . ., . К настоящему времени нет надежной информации ни о степени восстановленности матрикса пероксисом, ни о необходимости глутатиона для поддержания структуры ферментов матрикса. Поэтому нам кажется важным исследование мутантов с нарушением первичного окисление метанола лишенных активности АО при росте на различных углеродных субстратах, которое, возможно, позволит изучить роль сульфгидрильных соединений в окислительном метаболизме клетки.