Участие малатдегидрогеназы в метаболической адаптации к типу питания у бактерий разных систематических групп

• Автор: Климова, Мария Александровна
• Шифр специальности: 03.00.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2006
• Место защиты: Воронеж
• Количество страниц: 144 с. : ил.

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

1.1. Физиологобиохимическая характеристика бактерий i и i

1.1.1. Особенности метаболизма бесцветных серобактерий

М. i

1.1.2. Экологобиохимическая характеристика фототрофных бактерий . i

1.1.3. Особенности генома . i

1.1.4. Распространение и практическое значение исследуемых бактерий

1.2. Сравнительная характеристика МДГ из организмов различных таксономических групп

1.2.1. Способы получения высокоочищенных препаратов МДГ

1.2.2. Общая характеристика каталитического действия

1.2.3. Кинетические параметры
1.2.4. Влияние концентрации ионов водорода
1.2.5. Влияние интермедиатов и ионов
1.2.6. Температурный оптимум
1.2.7. Особенности малагдегидрогеназной системы организмов, живущих в экстремальных условиях
1.2.8. Множественные молекулярные формы МДГ
1.3. Характеристика структуры молекулы мататдегидрогеназы
1.3.1. Анализ аминокислотного состава МДГ из различных объектов
1.3.2. Вторичная, надвторичная и третичная структурные организации белковой молекулы МДГ
1.3.3. Строение и механизм действия активного центра МД
1.3.4. Характеристика четвертичной структуры МДГ
1.3.5. Факторы, обеспечивающие стабильность и олигомерное состояние молекулы МДГ
1.3.6. Характеристика структуры гена МДГ
ГЛАВА 2. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ
2.1. Цель и задачи исследования 5
2.2. Объекты и методы исследования
2.2.1. Объекты исследования
2.2.2. Методы исследования
2.2.2.1. Состав питательных сред для культивирования
ми кроорганизмов 5
. Определение активности ферментов
2.2 Определение количества белка
2.2.2.4. Выделение и очистка МДГ
2.2.2.5. Электрофоретические исследования
2.2.2.5.1. Аналитический электрофорез
2.2.2.5.2. Определение гомогенности ферментных препаратов
2.2.2.5.3. Специфическое проявление малатдегидрогеназы
2.2.2.5.4. Специфическое проявление изоцитратдегидрогеназы
2.2.2.5.5. Специфическое проявление изоцитратлиазы
2.2.2.5.6. Определение молекулярной массы субъединиц МДГ
2.2.2.6. Определение молекулярной массы нативного фермента
. Ингибиторный анализ
2.2.2.8. Исследование кинетических характеристик и регуляции
активности ферментов
2.2.3. Статистическая обработка экспериментальных данных
2.3. Полученные результаты и их обсуждение
2.3.1. Влияние различных условий культивирования на активность МДГ и некоторых ферментов ЦТК и глиоксилатного цикла у
исследуемых микроорганизмов
2.3.1.1. Исследование активности ферментов ЦГК и глиоксилатного цикла из . i и М i
2.3.1.2. Изоферментный состав некоторых ферментов из исследуемых бактерий
2.3.2. Получение гомогенных препаратов МДГ из бактерий родов и
2.3.2.1. Очистка малатдегидрогеназы
2.3.2.2. Определение гомогенности ферментных препаратов
2.3.3. Физикохимические свойства МДГ
2.3.3.1. Определение молекулярной массы нативной МДГ из изучаемых объектов
2.3.3.2. Определение субъединичного строения МДГ
2.3.4. Кинетические и регуляторные характеристики МДГ
2.3.4.1. Влияние концентрации ионов водорода
2.3.4.2. Определение константы Михаэлиса
2.3.4.3. Определение константы субстратного ингибирования
2.3.4.4. Влияние интермедиатов и ионов на активность МДГ
2.3.4.5. Температурный оптимум
2.3.5. Функциональная роль изоформ МДГ у . i
2.3.5.1. Зависимость четвертичной структуры МДГ от условий культивирования .i
2.3.5.2. Влияние итаконата и малоната на соотношение димерной и тетрамерной изоформ МДГ из пурпурных бактерий . i
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ВЫ ВОДЫ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ источников


Материалы диссертационной работы используются в учебном процессе на биологолочвенном факультете Воронежского государственного университета при чтении лекций по биохимии, микробиологии, в спецкурсах но энзимологии, биохимическим механизмам адаптации прокариот, а также при проведении практикумов и выполнении курсовых и дипломных работ. Апробация работы. Материалы диссертации докладывались и обсуждались на международных, региональных и университетских конференциях. Они были представлены на 9ой и ой международных Пущинских конференциях молодых учных Биология наука ого века Пущино, , , Международной научной конференции Современные проблемы адаптации и биоразнообразия Дагестан, , межрегиональной конференции ИОНИТЫ Воронеж, , 2ой и 3ей региональных конференциях молодых ученых Стратегия взаимодействия микроорганизмов с окружающей средой Саратов, , межрегиональных конференциях, посвященных памяти Землянухина Организация и регуляция физиологобиохимических процессов Воронеж, , , , ежегодной научной сессии отчетной конференции преподавателей и сотрудников Воронежского государственного университета . Публикации. Основные результаты настоящей диссертационной работы изложены в публикациях 8 статьях и 5 тезисах. Структура и объем работы. Диссертация изложена на 4 страницах машинописного текста и состоит из введения, обзора литературы, экспериментальной части и обсуждения результатов, заключения, выводов, списка литературы 5 источников. Иллюстрационный материал включает рисунков и таблиц. ГЛАВА I. Имеющиеся данные о метаболизме одноклеточных бесцветных серобактерий рода свидетельствуют, что М. Д5, Д6 и Д7 являются хемоорганогетеротрофами и не способны к хемолитогрофии . У бактерий М. Бактерии хорошо растут на ацетате, сукцинате, малате и некоторых других органических кислотах, и независимо от источника углерода у М. ЦТК функционирует глиоксилатный цикл, который позволяет шунтировать реакцию превращения фумарата в малат, компенсируя низкую активность фумараггидратазы . Особенностью углеродного метаболизма М. ЦТК, этот микроорганизм способен синтезировать и откладывать внутриклеточно включения оксалатов кальция . Возможность такого процесса обусловлена наличием у М. Ацетат, образующийся в больших количествах, индуцирует работу глиоксилатного цикла при росте бактерий на интермедиатах ЦТК. Экологобиохимическая характеристика фототрофных бактерий . Пурпурные несерные фотосинтезирующие бактерии . Данный вид проявляет исключительную метаболическую гибкость, т. При этом . Таким образом, этот вид в зависимости от условий культивирования может изменять тип метаболизма от фототрофного к хемотрофному, а также от органотрофного к литотрофному. Наиболее эффективно клетками . Пути использования органических кислот связаны с реакциями полного цикла трикарбоновых кислот, функционирование которого позволяет данным микроорганизмам окислять органические соединения и образовывать из них ряд метаболитов для дальнейших биосинтетических процессов ,4. У некоторых пурпурных бактерий при росте в темноте в присутствии кислорода увеличивается активность ряда ферментов цикла трикарбоновых кислот 2. У такой пурпурной несерной бактерии, как ii viii, ЦТК функционирует только при росте культур в темноте в присутствии кислорода, т. Известно также, что мутант , утративший 2оксоглутаратдегидрогеназу, оказался неспособен использовать для роста сукцинат и малат в темноте в аэробных условиях. Это свидетельствует о том, что для роста . ЦТК не всегда обязательно и значение его может быть в основном связано с биосинтетическими функциями. В темноте же в аэробных условиях функционирование ЦТК важно и для получения пурпурными бактериями энергии . Интересно, что пути ассимиляции ацетата могут различаться в зависимости от видовой принадлежности, а также у одного и того же организма в зависимости от условий. Значение его, судя по активности изоцитратлиазы одного из ключевых ферментов цикла, увеличивается при использовании клетками ацетата или бутирата, особенно в условиях недостатка углекислоты. При переходе от одного типа питания к другому в клетках бактерий происходит перераспределение роли ЦТК и глиоксилатного цикла 4. Особенности генома . Вид . Сравнительный геномный анализ показал, что .