Регуляция углеродного и серного метаболизма у нитчатых скользящих серобактерий родов Beggiatoa и Leucothrix

• Автор: Патрицкая, Валентина Юрьевна
• Шифр специальности: 03.00.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2001
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 157 с.

ВВЕДЕНИЕ

ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

ГЛАВА 1. Биоразнообразие сероокисляющих бактерий

1.1 Таксономическая характеристика нитчатых бесцветных серобактерий.

1.2 Филогенетические и эволюционные связи нитчатых серобактерий.

1.3 Экология бесцветных нитчатых серобактерий

ГЛАВА 2. Использование восстановленных серных соединений сероокисляющими бактериями

2.1 Участие соединений серы в энергетическом метаболизме у сероокисляющих микроорганизмов

2.1.1 Ферментативные механизмы окисления тиосульфата,

осуществляемые тиобациллами

2.1.2 Связь процессов окисления соединений серы с получением

энергии за счет окислительного и субстратного фосфорилирования у тиобацилл 4
2.2 Роль восстановленных серных сБшйШий в метаболизме бесцветных нитчатых серобактерий
2.2.1 Энергетический и конструктивный метаболизм пресноводных
штаммов i
2.2.2 Литогетеротрофный рост iix
2.2.3 Миксотрофный и литоавтотрофный рост представителей рода
iix
2.3 Литотрофныс морские нитчатые серобактерии
2.3.1 Биохимические особенности морских представителей i
2.3.2 Литотрофный представителей рода ix
2.3.3 Метаболизм i
2.4 Анаэробный метаболизм нитчатых серобактерий
2.4.1 Метаболизм пресноводных i
2.4.2 Анаэробный метаболизм морских представителей i
2.4.3 Особенности энергетического метаболизма у i
2.5 Участие восстановленных соединений серы в детоксикации Н2 у серобактерий
2.6 Роль восстановленных соединений серы в метаболизме гетеротрофных микроорганизмов
ЗАКЛЮЧЕНИЕ ПО ОБЗОРУ ЛИТЕРАТУРЫ
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ
ГЛАВА 3. Объекты и методы исследования
3.1 Объекты исследования
3.2 Состав питательных сред для культивирования бактерий
3.3 Разработка техники микроаэробного культивирования
3.4 Получение клеточной суспензии, ферментных препаратов и
мембранных фракций клеток В. iii Д2 и .
3.5 Методы определения активности ферментов
3.6 Физикохимические методы анализа
3.7 Методы определения растворенного кислорода
РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ И ИХ ОБСУЖДЕИЕ
ГЛАВА 4. Физиологобиохимическис особенности пресноводного штамма нитчатой серобактерии i iii Д2
4.1. Окисление восстановленных соединений серы В. iii Д2
4.1.1 Окисление соединений серы и влияние на клеточный урожай
4.1.2 Активность ферментов серного метаболизма
4.1.3 Связь окисления восстановленных серных соединений с функционированием ЭТЦ
4.2 Изучение особенностей углеродного метаболизма при органотрофном и миксотрофном росте
4.3 Регуляторная роль кислорода в метаболизме В. iii
4.3 I Влияние концентрации кислорода в среде культивирования на урожай клеток и активность ферментов углеродного и серного метаболизма при миксотрофном росте
4.3 2 Условия литоавтотрофного роста штамма Д2
4.3.3 Автотрофная фиксация С и активность ключевых ферментов
цикла Кальвина.
4.4 Анализ цитохромного участка ЭТЦ
ГЛАВА 5. Изучение физиологобиохимичсских процессов, связанных с окислением восстановленных серных соединений ix штамм
5.1 Использование восстановленных серных соединений в энергетическом метаболизме .
5.2 Взаимосвязь ферментативного окисления восстановленных серных соединений, состава ЭТЦ, окислительного и субстратного фосфорилирования
5.3 Активность ферментов ЦТК и глиоксилатного цикла в клетках Е. тисог
5.4 Состав цитохромного участка ЭТЦ
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ВЫВОДЫ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ


Ю. Биохимические особенности экологической обособленности бесцветных нтичатых серобактерий i крютйДоптз. Тез. И открытой конф. Пущиное. Патрицкая В. Ю., Грабович М. Ю., Дубинина Г. А., Мунтян М. С. Регуляторные механизмы литотрофного роста у представителей скользящих нитчатых серобактерий родов i и ЬеисоИтх. Тез. М.МаксПресс. Структура диссертации. Диссертация состоит из введения, 5 глав, заключения, выводов, приложения и списка литературы. Материалы изложены на 7 страницах, включая таблиц, рисунков. Место проведения работ. Работа проведена на кафедре физиологии и биохимии растений биологопочвенного факультета Воронежского Государственного Университета и в лаборатории экологии и геохимической деятельности микроорганизмов Института Микробиологии РАН. Исследования цитохромного состава ЭТЦ у штаммов нитчатых бактерий проведены совместно с кандидатом биологических наук, старшим научным сотрудником Института физикохимической биологии им. Белозерского, Мунтян М. С. Автор выражает сердечную признательность канд. Наук Марии Сергеевне Мунтян за оказанную помощь в работе. Искреннюю благодарность автор приносит доценту кафедры физиологии и биохимии растений Воронежского госунивсрситста кандидату биологических наук Грабович Маргарите Юрьевне за огромную и неоценимую помощь в работе и в жизни, а также за тот багаж знаний, которым обладает автор. Особую благодарность автор выражает научному руководителю, главному научному сотруднику лаборатории экологии и геохимической деятельности микроорганизмов ИНМИ РАН, докору биологических наук, профессору Дубининой Галине Алексеевне, за научное руководство, помощь
и человеческую поддержку во время учебы в аспирантуре и подготовки диссертационной работы. Сокращения, используемые в тексте. ЦТК цикл трикарбоновых кислот ЭТЦ электронтранснортная цепь мдг малатдегидрогеназа идг изоцитратдегидрогеназа НАДФН шкотинамиддинуклеотид фосфат восстановленный, ФАДН2 2 флавинадениндинуклеотид фосфат восстановленный теноилтрифторацетон фенил мети лсульфани л фторид 5,5бистол2 нитробензойная кислота ЭДТА этилендиаминтетраацетон 1,4дитиоЭЬтреитол этилмалеимид СССР карбонилцианидтхлорфенилгидразон 3морфолинопропансульфоновая кислота 8гидроксихинолинМоксид ,,,тстраметилсрдиамин додецил сульфат натрия. ГЛАВА 1. В биологическом круговороте серы в природе принимают участие различные группы микроорганизмов. Хемотрофные сероокисляющие бактерии играют важную роль в глобальном и локальном серных циклах, в функционировании различных экосистем в пресных и морских водоемах, месторождениях полезных ископаемых. Наиболее важное экологическое значение жизнедеятельности состоит в удалении токсичных восстановленных соединений серы сероводорода в водных экосистемах на границе аэробной и анаэробной зоны. Не менее важна их активность в подземных водах месторождений полезных ископаемых. Одной из экологических ниш являются техногенные и антропогенные водные системы промышленные и бытовые сточные воды. Хемотрофные серокисляющие бактерии являются чрезвычайно гетерогенной в таксономическом, физиологическом и эволюционном плане группой микроорганизмов. Традиционно сероокисляющие бактерии принято подразделять на две группы. Первая из них включает одноклеточных бактерий и архей, способных использовать серные соединения в энергетическом метаболизме. При окислении серных соединений сера в качестве промежуточного продукта может иногда накапливаться в ростовой среде. Представители этой группы наиболее изучены в физиологическом и таксономическом отношениях. ИЬБасШия, виоЬЬив, БиНигососиз, ТЫоЬасШиз, ТЫоппсгозрпга, ТЫозрЬасга. Вторая группа включает родов морфологически своеобразных нитчатых и одноклеточных серобактерий. В отличие от первой группы, они накапливают серу впутриклеточно, в периплазматическом пространстве и характеризуются крупными размерами клеток. Бесцветные серобактерии принято подразделять на группу одноклеточных и нитчатых на основе морфологических критериев. Подразделение на роды в этой Iруппе проводится на основе строения клеток форме, подвижности, характера движения.