Исследование роли тиоловых редокс-систем в SOS-ответе у бактерий Escherichia coli

• Автор: Ушаков, Вадим Юрьевич
• Шифр специальности: 03.00.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2009
• Место защиты: Пермь
• Количество страниц: 149 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ

Список принятых сокращений.

ВВЕДЕНИЕ.

ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

Глава 1. систсма

1.1. Индукция ответа

1.2. Структура и функции белка .

1.3. Функции системы

1.4. Связь системы с другими системами адаптации

Глава 2. Биологическое действие ультрафиолетового излучения

Глава 3. Тиоловые редокссистемы бактерий.

3.1. Редокссистема глутатиона
3.1.1. Распространение глутатиона.
3.1.2. Физикохимические свойства глутатиона
3.1.3. Ферменты метаболизма глутатиона
3.1.4. Глутаредоксин ы
3.2. Редокссистема тиоредокси на.
3.3. Связь между редокссистемами глутатиона и гиорсдоксина
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ.
Глава 4. Объекты и методы исследования
4.1. Бактериальные штаммы.
4.2. Питательная среда и условия культивирования
4.3. Определение содержания внутри и внеклеточного глутатиона
4.4. Определение активности Рыипактозидазы
4.5. Определение выживаемости клеток
4.7. Определение частоты мутаций
4.8. Определение разрывов ДИК.
4.9. Определение активности каталаз I и .
4 Определение внутриклеточной концентрации
перекиси водорода.
4 Статистическая обработка данных.
Глава 5. Исследование роли тиоловых редокссистем
в ответе у бактерий . i.
5.1. Влияние УФсвета на бактерии . i
5.1.1. Рост бактерий.
5.1.2. Выживаемость и частота мутаций
5.1.3. Экспрессия гена .
5.1.4. Экспрессия гена i
5.1.5. Изменения уровня и редоксстатуса глутатиона
5.1.6. Влияние кверцетина
5.2. Влияние ii и тиолсодержащих
соединений на ответ у бактерий . i.
5.2.1. Тиосалициловая кислота
5.2.2. амонотиоглицерин
5.2.3. Дитиотреитол
5.2.4. Обработка . i глутатионом.
5.2.5. Диамид
Глава 6. Роль тиоловых редокссистем в ответе бактерий . i
на обработку перекисью водорода и митомиципом С.
6.1. Влияние перекиси водорода на бактерии . i.
6.1.1. Рост и выживаемость бактерий
6.1.2. Частота мутаций.
6.1.3. Влияние перекиси водорода на активность каталаз I,
I III и экспрессию генов и .
6.1.4. Изменение уровня и редоксстатуса глутатиона.
6.2. Влияние кверцетина на бактерии .i при действии перекиси
водорода
6.2.1. Рост, выживаемость и мутагенез
6.2.2. Экспрессия .
6.2.3. Влияние обработки хелаторами ионов железа и перекисью водорода
6.3. Влияние митомицина С на рост и экспрессию I I
Глава7. Обсуждение.
7.1. Ответ ii i на УФоблучение
7.2. Ответ ii i на действие перекиси водорода
7.3. Роль глутатиона.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ


Ы2 и УФиндуцированных мутаций, могут быть использованы в научных исследованиях и биотехнологии для получения различных мутантов с полезными свойствами. Бактерии . Материалы диссертации используются в учебном процессе на кафедре физиологии растений и микроорганизмов ГОУ ВПО Пермский государственный университет. Основные положения, выносимые на защиту. Отсутствие того или иного компонента тиоловых редокссистем у . УФсветом, в том числе, в тех параметрах, которые контролируются системой экспрессия гена , мутагенез и выживаемость. Облучение бактерий УФсветом приводит к повышению уровня внутриклеточного глутатиона во всех штаммах и снижению внеклеточного глутатиона в клетках родительского типа и у бактерий, дефицитных по тиоредоксинрсдуктазе. Существует прямая связь между уровнем внутриклеточного глутатиона и УФиндуцированной экспрессией геналнМ. Наибольшие изменения характерны для мутантов . А и тиоредоксинредуктазе. У этих бактерий наблюдались повышенные уровни экспрессии , а также более высокая устойчивость к бактериосгатическому и бактерицидному действию дальнего УФсвета по сравнению с клетками родительского типа. Повышенная устойчивость мутантов . и , а также с повышенной каталазной активностью. Апробация работы и публикации. Материалы диссертации были представлены на молодежной конференции УрО РАН Современные проблемы экологии, микробиологии и иммунологии Пермь, VII Международной конференции Загрязнение окружающей среды, адаптация, иммунитет Пермь Н. Новгород Пермь, . II конгрессе студентов и аспирантов биологов Симбиоз Пермь, . По теме диссертации опубликовано печатных работ, в том числе 2 статьи в журналах, рекомендованных ВАК РФ. Объем и структура диссертации. Диссертация изложена на 9 страницах печатного текста, иллюстрирована рисунком и 5 таблицами состоит из введения, обзора литературы, трех глав экспериментальной части, заключения и выводов. Список литературы включает 0 наименований работ отечественных и зарубежных авторов. Диссертационная работа выполнена в соответствии с планом НИР Института экологии и генетики микроорганизмов УрО РАН и является частью исследований, проводимых по теме Изучение неспецифического отклика и адаптивной реакции бактерий на различные стрессовые воздействия индекс приоритетного направления 4. Представленные исследования были выполнены при финансовой поддержке гранта Президиума РАН Молекулярная и клеточная биология. Глава 1. ответ, открытый у бактерий ii i Радманом в году, представляет скоординированную индукцию приблизительно генов, которая происходит при повреждении ДНК такими агентами как УФизлучение, перекись водорода, митомицин, блеомиции и др. . В процессе работы системы повышается способность клеток к репарации и репликации ДНК, возрастает устойчивость к ее повреждению и интенсивность мутагенеза. В индукции ответа важную роль играют продукты генов 1ехА и гесА, а так же наличие одионитевых разрывов в ДНК . Ген 1ехА кодирует белок x, который является репрессором генов регулона. Он прочно связан со специфическими последовательностями ДНК, названными боксами, которые расположены в промоторных областях генов. x определяет слабую базальную экспрессию системы при нормальных физиологических условиях. В ответ на повреждение ДНК активируется кодируемый геном гесА регуляторный белок , при участии которого происходит аутопротеолиз x, что снимает репрессию с подконтрольных генов i . . Патрушев, . В течение последних десятилетий усилиями многих лабораторий расшифрованы основные механизмы работы системы. Открытие этого комплексного ответа клетки на повреждение ДНК привело биохимиков и генетиков к углублению понимания таких процессов как репарация, рекомбинация и лизогения. В настоящее время исследования системы продолжаются в различных направлениях, в результате которых открываются новые аспекты функционирования этой уникальной системы.