Роль адаптационных систем грамположительных и грамотрицательных бактерий в регуляции биосинтеза гидролитических ферментов

• Автор: Габдрахманова, Лейла Асхатовна
• Шифр специальности: 03.00.07, 03.00.23
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2006
• Место защиты: Казань
• Количество страниц: 337 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ

ВВЕДЕНИЕ.

ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

1. Механизмы регуляции биосинтеза бактериальных ферментов на уровне транскрипции.

1.1. Роль структуры промоторов в регуляции экспрессии генов и сигмафакторы бактериальной клетки.
1.2. Механизмы позитивной регуляции экспрессии бактериальных генов на уровне транскрипции

2. Механизмы ответа бактериальных клеток на стресс

2.1. Белки ответа на стресс у грамотрицательных бактерий на примере

2.2. Белки ответа на стресс у грамположительных бактерий на примере В. ii

2.3. Осмоадаптация бактерий. Специфическая и неспецифическая реакция на повышенные концентрации соли в среде обитания
2.4. Адаптивный мутагенез и ответ клеток
3. Структура, функции и регуляция биосинтеза некоторых секретируемых гидролитических ферментов бактерий.
3.1. Хитиназы.
3.2. Рибонуклеазы.
3.3. Протеазы.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ ПО ОБЗОРУ ЛИТЕРАТУРЫ
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ
1. Материалы и методы исследований.
2. Результаты исследований.
2.1. Хитинолитический комплекс i и особенности его
биосинтеза
2.1.1.Влияние хитина и индуктора функций клетки на биосинтез ферментов хитинолитического комплекса .
2.1.2.Характеристика мутантного штамма . с повышенной хитиназной активностью.
2.1.3.Синтез эндохитиназы исходным и мутантным штаммами . при культивировании на средах с митомицином С и без него.
2.1.4.0бщая хитиназная активность в процессе роста исходного и мутантного штаммов
2.1.5.Состав внеклеточных белков с хитиназной активностью исходного и мутантного штаммов.
2.1.6.Анализ нуклеотидных последовательностей промоторных участков генов различных хитиназ
2.1.7.Получение частично очищенных хитиназ путем аффинной сорбции на хитине.
2.1.8.Разделение хитиназ частично очищенного препарата путем изоэлектрического фокусирования
2.1.9.Фунгистатическая активность хитиназ .
2.2. Регуляция биосинтеза внеклеточных рибонуклеаз различных видов бацилл.
2.2.1 .Сравнительный анализ нуклеотидных последовательностей полных генов барназы, биназы и РНКазы Вр.
2.2.2.Сравнительное изучение синтеза РНКаз в процессе роста В.ii, .i и .ii
2.2.3.Исследование влияния неорганического фосфата на синтез РНКаз .ii, .i, .ii
2.2.4.Изучение закономерностей роста рекомбинантных штаммов .i и накопления РНКаз в культуральной жидкости этих штаммов.
2.2.5.Исследование экспрессии генов РНКаз .ii, .i и .ii в рекомбинантных штаммах .i
2.2.6.Биосинтез РНКаз .ii, .i и .ii в присутствии актиномицина Д.
2.3. Регуляция биосинтеза глутамилэндопептидазы В.ii.
2.3.1.Особенности биосинтеза глутамилэндопептидазы .ii
2.3.2.Экспрессия гена глутамилэндопептидазы .ii в
рекомбинантных штаммах .ii
2.3.3.Анализ нуклеотидной последовательности промоторного участка гена глутамилэндопептидазы .ii
2.3.4.Биосинтез глутамилэндопептидазы .ii в условиях стресса.
ОБСУЖДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ЛИТЕРАТУРА
ПРИЛОЖЕНИЯ
СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ
РНКаза рибонуклеаза
Биназа РНКаза i ii
Барназа РНКаза i ii
РНКаза Вр РНКаза i i
АД актиномицин Д
МС митомицин С
Ф неорганический фосфат
т.п.о. тысячи пар оснований
АГА ацетилглюкозамин
ПААГ полиакриламидный гель
трисНС трисгидрооксиметиламинометан
ДНСреагент динитросалициловый реагент
ЭДТА этилендиаминтетрауксусная кислота
диизопропилфторфосфат
додецилсульфат натрия
фенилметилсульфонилфторид
паранитроанилид
бензилоксикарбонил
Аминокислоты
аланин А
цистеин С
аспарагиновая кислота глутаминовая кислота Е фенилаланин
глицин
i гистидин Н
I изолейцин I
V валин V
Туг тирозин
лизин К
лейцин
аспарагин пролин Р
i глутамин аргинин i
треонин триптофан
ВВЕДЕНИЕ
Актуальность


В состав этих систем входят метилакцептирующие белкирецепторы, передающие сигнал через цитоплазматическую мембрану на цитоплазматический белок . Сенсор после поступления на него сигнала аутофосфорилируется и переносит фосфат на регуляторы и . Регулятор действует непосредственно на флагеллярный аппарат, контролирует чувствительность мембранных рецепторов к воздействию лиганда i, i, , . Аналогичная система, контролирующая хемотаксис, описана также для . Однокомпонентная система скользящей бактерии . Она состоит из одного белка , причем домен, гомологичный Сконцевым доменам белков сенсорной группы, находится в центре молекулы, а на Сконце расположена последовательность, гомологичная концевым доменам регуляторов ответа , , , i, . Многие сенсорнорегуляторные системы контролируют экспрессию специфических транспортных белков. В отсутствие этих переносчиков такие вещества, как ди и трикарбоновые кислоты, фосфоенолпируват, гексозофосфаты, не могут проникать в клетку. Синтез специфических транспортных белков для них запускается сенсорнорегуляторными системами в ответ на появление этих субстратов в среде i . Существуют системы, регулирующие экспрессию различных факторов вирулентности бактерий. У Vii описана система, инициирующая факторы вирулентности этого микроорганизма и переход бактериальных клеток в состояние готовности к внедрению в клетки организмахозяина, ключевым в которой является белок регулятор ТохТ i, ii, . У . К настоящему времени достаточно хорошо изучен ряд двухкомпонентных систем . Это такие системы, как , ответственная за хемотаксис i, , , , осуществляющая фосфатную регуляцию . А, ответственная за развитие состояния компетентности , , , участвующая в регуляции ряда гидролитических ферментов i . Мцитрата, , участвующая в регуляции автолиза . Двухкомпонентные системы и . ДНК , , , , , iv, . Рассмотрим вкратце функции и механизм действия белков сенсоров и белков регуляторов. Большинство сенсоров мембранные белки, их концевые домены расположены в периплазматическом пространстве и принимают внеклеточные сигналы, а Сконцевые домены локализованы в цитоплазме и взаимодействуют с регуляторами ответа. Длины и аминокислотные последовательности концевых доменов сильно различаются, поскольку эти участки приспособлены для взаимодействия с разными видами лигандов. Конкретный лиганд, с которым взаимодействует концевой домен сенсора, известен не всегда. Сконцевым доменами также не все известно. Скорее всего, активация и функционирование Сконцевого киназного домена определяются особым структурноконформационным состоянием концевого домена, индуцируемым его взаимодействием с лигандом , , . Хотя большинство сенсоров двухкомпонентных систем представляют собой мембранные белки, существуют исключения из этого правила сенсоры , , , I относятся к цитоплазматическим белкам и получают сигнал от первичных рецепторов x, i, i . Так, в системе хемотаксиса такими первичными рецепторами являются метилакцептирующие белки, а в системе регуляции азотного обмена глутаминсинтетаза . После восприятия сигнала концевым участком сенсора происходит внутримолекулярная передача его на Сконцевой домен, киназная и или фосфатазная активность которого при этом изменяются. Благодаря этому общему для всех сенсорных белков свойству трансформация разнообразных внеклеточных сигналов в соответствующие внутриклеточные ответы происходит по универсальному механизму. Участки, обладающие аутокиназной и протеинкиназной активностью, расположены, как правило, на Сконце сенсоров. Эти домены состоят из остатков и гомологичны друг другу по всей длине. Однако в аминокислотной последовательности Сконцевых доменов можно выделить 5 консервативных областей, причем четыре из низ включают в себя по меньшей мере один инвариантный остаток i . Первая, ближайшая к концу консервативная область окружает инвариантный гистидиновый остаток. Показано, что он является акцептором фосфатной группы при аутофосфорилировании сенсора. Таким образом, первая консервативная последовательность определяет, повидимому, узнавание регулятора ответа и взаимодействие с ним .