Покоящиеся клетки и адаптация мицелиальных грибов к температурному шоку

• Автор: Терешина, Вера Михайловна
• Шифр специальности: 03.00.07
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2006
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 300 с. : ил.

1.1. Влияние температурного шока на метаболизм грибов

торможение жизнедеятельности и антистрессовая

Ф защита

1.1.1. Белки теплового шока и их функция в грибной клетке.

1.1.1.1. Основные семейства .

1.1.1. 2. Регуляция синтеза

1.1.1.3. Конститутивный синтез .

Ф 1.1.1.4. Синтез при тепловом шоке в процессе развития

грибов.

1.1.2. Влияние физического состояния внутриклеточной воды

на термоустойчивость.

1.1.3. Сохранение функции мембран при температурном
ф 1.1.3.1. Состав и функции мембран в грибной клетке
1.1.3.2. Температурный шок и функционирование мембран
1.1.4. Синтез низкомолекулярных шапероноподобных
соединений протекторных углеводов для защиты мембран и макромолекул
1.1.4.1. Современные представления о биологичекой функции
трегалозы.
1.1.4.1.1. Физикохимические свойства
1.1.4.1.2. Распространение в природе.
1.1.4.1.3. Метаболизм трегалозы.
1.1.4.1.4. Доказательства участия трегалозы в термоустойчивости, полученные в экспериментах i
vi и i viv.
1.1.4.1.5. Участие других углеводов в адаптации к термошоку.
ф 1.1.5. Защита от активных форм кислорода при
термострессе.
1.2. Споры грибов как защита от термошока.
1.2.1 Разнообразие спор грибов
1.2.2. Типы покоя грибных спор
1.2.3. Биохимия покоящихся клеток
1.3. Прорастание спор грибов.
Глава II. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ
2.1. Объекты исследований.
2.2. Методы культивирования грибов
ф 2.3. Биохимические методы анализа
2.4. Наблюдение и фотографирование объектов
исследования.
Глава III. РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ
3.1. БИОХИМИЧЕСКАЯ АДАПТАЦИЯ
МИЦЕЛИАЛЬНЫХ ГРИБОВ К ТЕМПЕРАТУРНОМУ ШОКУ.
3.1.1. Особенности адаптации к температурному шоку у
мукорового гриба С. аропса.
3.1.2. Возрастные особенности в адаптации мицелия А. пег
к температурному шоку.
3.1.3. Термоустойчивость конидий А. лiг и биохимические
изменения в них в условиях температурного шока.
3.1.4. Холодовая адаптация у базидиомицетных грибов и ее
роль в плодообразовании.
3.1.4.1. Состав углеводов цитозоля в процессе 6 плодообразования базидиальных грибов.
3.1.4.2. Влияние холодового шока на состав углеводов
поверхностного мицелия и примордиев Ь. СОСБ.
3.1.4.3. Температурозависимый синтез углеводов и липидов у
психрофильного гриба Б. уеибреБ.
3.1.4.4. Влияние температурного шока на состав углеводов
ЦИТОЗОЛЯ погруженного мицелия Р. ОБеаШБ.
3.1.4.5. Биохимический ответ на температурный шок у
термофильного гриба М. ШегшорЬИа.
3.2. ПОКОЙ И ПРОРАСТАНИЕ СПОР ГРИБОВ РОЛЬ
ЛИПИДОВ И УГЛЕВОДОВ ЦИТОЗОЛЯ.
3.2.1. Покоящиеся клетки в цикле развития В. Пирога.
3.2.1.1. Два вида бесполого размножения морфологические
особенности спорообразования.
3.2.1.2. Факторы, регулирующие вид бесполого размножения.
3.2.1.3. Половое размножение цитология и физиология
зиготообразования.
3.2.1.4. Липидный и углеводный состав покоящихся клеток В.
гБрога.
3.2.1.5. О биологической роли двух типов бесполого
спороношения.
3.2.2. Особенности спорообразования, прорастания и
химического состава спор мукорового гриба С.
аропса.
3.2.2.1. Влияние света различного спектрального состава на
интенсивность спорообразования и состав фосфолипидов.
3.2.2.2. Способ получения экзогенно покоящихся спор С.
аропса и их биохимический состав.
3.2.2.3. Ключевая роль трегалозы в прорастании спор
Саропса.
Особенности экзогенного покоя конидий аскомицетов на примере А. пег.
Морфологические изменения в процессе прорастания конидий.
Условия прорастания конидий А. i.
Липидный и углеводный состав конидий в процессе прорастания.
Влияние углеводного состава цитозоля конидий А.
1ег на их жизнеспособность в процессе хранения.
Эндогенный покой базидиоспор А. Ызрогив Особенности прорастания базидиоспор роль теплового шока.
ПРАКТИЧЕСКОЕ ПРИМЕНЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ ИССЛЕДОВАНИЯ
Разработка биотехнологии противоожогового препарата Микоран.
Разработка биотехнологии получения препарата Миколикопин из мицелиального гриба В. Изврога.
Глава IV. Обсуждение результатов ВЫВОДЫ Список литературы
3.2.3.
3.2.3.1.
3.2.3.2.
3.2.3.3.
3.2.4.1.
3.3.1.
3.3.2.
Список сокращений
гл гликолипиды ТАГ триацилглицерины
дг диацилглицсрины ТШ тепловой шок
зс зигоспоры ФЛ фосфолипиды
кл кардиолипии ФХ фосфатндилхолин
ЛФХ лизофосфатидилхолин ФС фосфатидилсерии
мг моноацилглицерины ФЭА фосфатиднлэтаноламин
нл нейтральные липиды УВ углеводороды
пнжк полинснасыщенные жирные ХШ ХОЛОДОВОЙ шок
пхг кислоты ЭСт эфиры стеринов
5метил2этил3оксипиридин ШРэ белки теплового шока
сжк свободные жирные кислоты
см сфингомиелин
сн степень ненасыщенности
СП споры из спорангиолей
Ст стерины
ст споры из стилоспорангисв
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ
Актуальность


Минорные компоненты мембраны также влияют на Тп, так стерины, полиизопреноиды и углеводороды снижают, а свободные жирные кислоты и спирты повышают Тп Геннис, . Кроме того, жирные кислоты могут выполнять роль тушителей активных форм кислорода АФК v , Зоров с соавт. В жидкокристаллической фазе скорость латеральной диффузии липидов по мембране очень высока выше скачков в секунду. Миграция липидов с одной стороны мембраны на другую флипфлоп происходит значительно медленнее 1 молекула фосфолипида в сутки. При повышении температуры выше Тп жидкокристаллическая структура мембран претерпевает изменения нарушается бислойность и образуются инвертированные однослойные мицеллы гексагональная фаза, или Ни. Таким образом, современное представление о мембране подтверждает жидкомозаичную модель мембраны С. Дж. Синджера и Г. Л. Николсона, сформулированную в г. Интересный взгляд на роль небислойных липидов в мембране, как необходимых для функционирования интегральных мембранных белков, был высказан после описания новой кубической фазы, возможно промежуточной между бислойной и небислойной фазами. Кубическая фаза это упорядоченная трехмерная воднолипидная система, в которой липиды организованы в сильноизогнутую, переплетенную бислойную сеть , , . Считают, что ключевую роль в образовании этой структуры играют небислойные липиды, например ФЭА, составляющей до мембранных липидов . В мутанте . ФЭА наблюдается резкое снижение активности лактозопермеазы и транслоказы, что свидетельствует об участии этого небислойного липида в обеспечении функционального состояния интегральных мембранных белков. Небислойные липиды, например ФЭА, способны образовывать вогнутые мембраны изза малых размеров полярных головок. В бислое ФЭА может создавать высокое латеральное давление в гидрофобной зоне мембраны, что поддерживает структуру и, вследствие этого, функцию интегральных мембранных белков i, . Биосинтез мембран фосфолипиды, стерины, интегральные белки происходит в эндоплазматическом ретикулуме. Транспорт между мембранами осуществляется путем диффузии мономерных липидных единиц через водную фазу, диффузией через места контактов мембран, транспортом с участием белков и липидных везикул, которые отпочковываются от одной мембраны и сливаются с другой. Скорость обновления головки и ацильных цепей фосфолипидов неодинакова. Считают, что половина фосфолипидов в клетке обновляется на протяжении одного клеточного деления. Деградация мембранных липидов осуществляется в лизосомах. Необходимо подчеркнуть, что с помощью фосфолипаз и ацилтрансфераз возможно изменение ацильных цепей i i. Влияние температурного шока на состав мембранных липидов вызывает такие изменения, которые способствуют сохранению жидкокристаллического состояния мембраны с постоянной вязкостью, что позволило сформулировать гипотезу гомеовязкостной адаптации ГВА vi i i, . С помощью спинмеченой стеариновой кислоты автором установлено, что вязкость мембранных липидов, выделенных из ii i, выращенной при различных температурах, остается постоянной. У бактерий, не способных синтезировать полиненасыщенные жирные кислоты, а только мононенасыщенные, влияние на Тп осуществляется следующими путями 1 введением двойной связи 2 разветвлением ацильной цепи 3 укорочением цепи 4 циклизацией циклопентановые и циклопропановые кольца , , , . Кроме того, установлено, что цистранс изомеризация жирных кислот может резко изменить температуру фазового перехода, так у психрофильной бактерии Vii . АВЕ1 при переносе на С после культивирования при 5С в фосфатидилэтаноламинс увеличивается доля 1 9с1 9 и 0 9 жирных кислот, что позволяет увеличить Тп на и С соответственно, по сравнению с цисизомерами , . Однако, теория ГВА не может адекватно объяснить многие экспериментальные факты, основными из которых являются следующие 1 накопление полиненасыщенных жирных кислот ПНЖК вместо моноеновых при понижении температуры 2 наличие прямой корреляции между температурой и соотношением стабилизирующих и дестабилизирующих липидов в мембране. Эта теория не позволяет понять специфику белоклипидных взаимодействий, обнаруженную микродоменную гетерогенность мембраны, разнообразие мембранных компонентов.