Начальные стадии адгезии Bacillus licheniformis

• Автор: Родионова, Татьяна Анатольевна
• Шифр специальности: 03.00.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2004
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 130 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

1.1. Твердая поверхность как место обитания микроорганизмов

1.2. Механизмы транспорта микроорганизмов к поверхности

1.2.1. Физические механизмы

1.2.1.1. Турбулентность

1.2.1.2. Броуновское движение

1.2.2. Биологические механизмы

1.2.2.1. Собственная двигательная активность микроорганизмов

1.2.2.2. Седиментация

1.3. Подходы к изучению адгезии микроорганизмов
1.3.1 .Физикохимический подход
1.3.1.1. Термодинамика адгезии
1.3.1.2. Теория ДерягинаЛандауВсрвеяОвербика ДЛВО
1.3.2. Биологический подход
1.3.2.1. Первичное обратимое прикрепление
1.3.2.2. Необратимая адгезия
1.4. Факторы, влияющие на адгезию микроорганизмов
1.4.1. Природа и свойства субстрата адгезии
1.4.2. среды
1.4.3. Ионный состав среды
1.4.4. Температура
1.4.5. Источники питания и экзогенное голодание
1.4.6. Состояние культуры микроорганизмов и свойства их клеток
1.4.6.1. Фаза роста микробной культуры
1.4.6.2. Гидрофобность клеточной поверхности
1.4.6.3. Диссоциация микроорганизмов
1.5. Регуляция адгезии микроорганизмов и образования биопленок
2. ОБЪЕКТ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
2.1. Объект исследования
2.2. Питательные среды
2.3. Методы исследования
2.3.1. Методы идентификации исследуемого микроорганизма
2.3.1.1. Микроскопические методы
2.3.1.2. Изучение физиологобиохимических свойств
2.3.1.3. Амплификация, сиквенс и анализ гена рРНК
2.3.1.4. Анализ тотальной ДНК
2.3.1.5. Анализ жирнокислотного состава липидов
2.3.2. Изучение влияния условий культивирования на рост и первичную адгезию i iii
2.3.3. Определение роли обратимой адгезии в профилактике стресса
В. iii
2.3.4. Выделение и идентификация ингибитора обратимой адгезии
В. iii 3 Антиадгезина
2.3.4.1. Приборы, материалы, системы растворителей
2.3.4.2. Получение биомассы и культуральной жидкости
В. iii
2.3.4.3. Экстракция липидов культуральной жидкости
2.3.4.4. Очистка внеклеточного антиадгезина
2.3.4.5. Получение и анализ диметилового эфира антиадгезина
2.3.4.6. Экстракция клеточных липидов
2.3.4.7. Хроматография клеточных липидов и очистка антиадгезина, содержащегося в бактериальных клетках
2.3.4.8. Анализ продуктов гидролиза антиадгезина 4
2.3.4.9. Определение конфигурации аминокислот антиадгезина
2.3.4 Восстановление антиадгезина и его диметилового эфира
2.3.5. Изучение антимикробных свойств антиадгезина
3. РЕЗУЛЬТАТЫ
3.1. Идентификация исследуемого микроорганизма
3.1.1 Морфология клеток, характер колоний
3.1.2. Физиологобиохимические свойства
3.1.3. Генотипическая характеристика и жирнокислотный состав липи
3.2. Влияние физикохимических факторов окружающей среды на пе
риодический рост и обратимую адгезию В.iii 3
3.2.1. Температура
3.2.2. среды
3.2.3.
3.2.4. Концентрация Са2 в среде
3.3. Источники углерода, голодание и адгезия В. iii 3
3.4. Роль обратимой адгезии в защите клеток В. iii 3 от ле
тальных воздействий
3.5. Структура и свойства ауторегулятора обратимой адгезии В.
iii 3 Антиадгезина
3.5.1. Структура антиадгезина
3.5.2. Антимикробные свойства антиадгезина
4. ОБСУЖДЕНИЕ
ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ
ПРИЛОЖЕНИЯ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ


Мономер в момент ослабления связи отрывается от поверхности, а полимер остается связанным, поскольку разрыв связи сразу в большинстве точек весьма маловероятен Звягинцев, , . Адсорбция ферментов делает их более термостабильными, однако, в многочисленных исследованиях установлено, что активность ферментов при их иммобилизации несколько снижена. Величина инактивации фермента зависит от его специфики и природы адсорбента. Хотя активность адсорбированных ферментов несколько подавлена, диапазон их работы при повышении температуры расширяется. Кроме того, адсорбированные ферменты долгое время сохраняют свою активность почти без изменений Звягинцев, . Преимущества, связанные с коллективным выживанием в биопленке. Твердая поверхность предоставляет возможность микроорганизмам концентрироваться на ней, формировать биопленку и пользоваться всеми преимуществами коллективного образа жизни. Непременным атрибутом развитой биопленки является матрикс , продукт слияния индивидуальных наружных клеточных покровов капсул, экстракапсулярной слизи, и др. Контакт таких клеток с поверхностью очень непрочен. Однако в смешанных биопленках достаточно наличия хотя бы одного вида, представители которого выделяют экзополимеры в достаточном количестве, чтобы стабилизировать положение клеток микроорганизмов других видов. Существовавшее ранее представление о том, что в биопленке образуются какието особые полимеры, отличные от вырабатываемых планктонными клетками, впоследствии было опровергнуто. Результаты сравнительного анализа экзополимеров биопленки и свободноплавающих клеток показали, что вещества идентичны. Единственное отличие состоит в количестве вырабатываемой слизи. Возможно, контакт с поверхностью стимулирует этот процесс. Кроме того, поскольку бактериальный экзополимер это, чаще всего смесь нескольких веществ, то при создании биопленки возможно изменение соотношения количеств вырабатываемых компонентов смеси экзополимеров , . В состав матрикса входят кислые полисахариды, гликозилфосфатсодержащие биополимеры типа тейхоевых кислот, гликопротеины, полиглутаминовая, полиаспарагиновая кислоты Ботвинко, Сафронова, Ботвинко, Олескин, Ботвинко, Цавкелова, . Количество вырабатываемых экзополимеров матрикса в значительной степени зависит от условий роста. Так, избыток источника углерода и лимитирование по азоту, фосфору или калию стимулируют выработку экзополисахаридов. Медленный рост бактериальной популяции, имеющийт место в биопленках, также способствует повышенному образованию экзополимеров матрикса. Е. i, выработка экзополисахарида является частью реакции на стрессирующее воздействие, находящейся под контролем гена . Аналогичная реакция синтез экзополисахаридаадгезина наблюдается в ответ на голодание у морских бактерий рода , . Матрикс биопленки выполняет несколько важных для успешного выживания ее обитателей функций структурообразующую, защитную и коммуникативную. Структурообразующая функция. Благодаря матриксу колония состоит не из одиночных клеток, беспорядочно разбросанных по поверхности, а из субколониальных ассоциаций, как это было показано на примере клебсиелл. К структурным элементам биопленки относятся также полые трубочки из внеклеточных полисахаридов и других биополимеров, как в биопленках Р. . , Vii i. Функция этих элементов состоит в транспорте веществ и мигрирующих клеток Олескин, Ботвиико, Цавкелова, , . Структура биопленки видоспецифична. Так в пленках, образованных псевдомонадами, клетки упакованы более плотно вблизи твердой поверхности, количество их снижается по мере приближения к периферии. Биопленка V i организована иначе с увеличением глубины количество клеток снижается, и во внутренних слоях имеются обширные зоны не содержащие клеток , . Защитная функция. Обволакивающий клетки матрикс выступает как буферная внутренняя среда биопленки, предохраняющая клетки от неблагоприятных воздействий извне действие токсинов, высыхание, нагреваниеохлаждение, атака гидролитических ферментов, механическое повреждение и др. Пирог, Пирог, Гринберг, Малашенко, Пирог, .