Роль антиоксидантных систем в ответе бактерий Escherichia coli на действие антибиотиков и ацетамидофенола

• Автор: Торхова, Оксана Александровна
• Шифр специальности: 03.00.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2004
• Место защиты: Пермь
• Количество страниц: 162 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ

Список принятых сокращений

ВВЕДЕНИЕ

ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ.

Глава 1. Ответ бактерий ii i на окислительный стресс.

1.1. Реактивные формы кислорода и их токсическое действие на

клетки

1.2. Компоненты антиоксидантной защиты.

1.3. Регуляция ответа Е. i на окислительный стресс

1.3.1. Ответ на действие перекиси водорода, роль x регулона.

1.3.2. Ответ на действие генераторов супероксид аниона, роль x регулона.

1.3.3. Роль регулона в защите клеток от окислительного стресса.
1.4. Глутатнон и его роль в жизнедеятельности Е. i
1.4.1. Ферменты метаболизма глутатиона.
1.5. Роль калия у бактерий Е. i.
Глава 2. Антибактериальные вещества
2.1. Общие особенности антибактериальных препаратов
2.2. Классификация антибактериальных препаратов
, Ь 2.3. Краткая характеристика применяемых в работе
антибактериальных веществ.
2.3.1. Хлорамфеникол левомицетин .
2.3.2. Рифампицин
2.3.3. Грамицидины.
2.3.4. Ацетамидофенол
2.4. Антибиотикоустойчивость, взаимосвязь транскрипционных активаторов МагА и x.
Глава 3. Объекты и методы исследования.
3.1. Бактериальные штаммы
3.2. Питательная среда и условия культивирования
3.3. Определение содержания общего и наружного окисленного
глутатиона.
3.4. Определение внутри клетки.
3.5. Определение активности гапактозидазы
3.6. Определение концентрации внутриклеточного калия
3.7. Влияние условий аэрации и температуры на рост бактерий Е. i,
обработанных антибактериальными веществами с разным спектром действия
3.8. Методика определения выживаемости клеток с использованием
верхнего агара.
3.9. Статистическая обработка данных
Глава 4. Роль антиоксидантных систем в отклике бактерий Е. i на действие
антибиотиков и ацетамидофенола
4.1. Грамицидин.
4.1.1. Влияние условий культивирования на рост бактерий Е. i обработан н ых грам и цид и ном
4.1.2. Влияние грамицидина на рост Е. i, несущих мутации в антиоксидантных генах
4.1.3. Влияние грамицидина на экспрессию антиоксидантных генов
4.1.4. Влияние грамицидина на статус глутатиона.
4.2. Хлорамфеникол
4.2.1. Влияние условий культивирования на рост бактерий Е. i, обработанных хлорамфениколом.
4.2.2. Влияние хлорамфеникола на рост Е. i, несущих мутации в антиоксидантных генах
4.2.3. Влияние хлорамфеникола на экспрессию антиоксидантных генов
4.2.4. Влияние хлорамфеникола на статус глутатиона и уровень
внутриклеточного калия
4.3. Рифампицин
4.3.1. Влияние условий культивирования на рост бактерий Е. i, обработанных рифампицином
4.3.2. Влияние рифампицина на рост. i, несущих мутации в антиоксидантных генах
4.3.3. Влияние рифампицина на активность антиоксидантных систсм.
4.3.4. Влияние рифампицина на статус глутатиона и уровень внутриклеточного калия.
4.4. Ацетамидофенол.
4.4.1. Влияние условий культивирования на рост бактерий Е. i, обработанных ацетамидофенолом.
4.4.2. Влияние ацетамидофенола на рост Е. i, несущих мутации в антиоксидантных генах.
4.4.3. Влияние ацетамидофенола на экспрессию антиоксидантных генов.
4.4.4. Влияние ацетамидофенола на статус клеточного глутатиона и внутриклеточный калий.
Глава 5. Комбинированное действие ацетамидофенола и антибиотиков на
растущие клетки Е. i.
5.1. Влияние предобработки ацетамидофенолом на рост бактерий
Е. i, обработанных грамицидином.
5.2. Влияние предобработки ацетамидофенолом на рост бактерий
Е. i, обработанных хлорамфениколом.
5.3. Влияние предобработки ацетамидофенолом на рост бактерий
Е. i, обработанных рифампицином.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ВЫВОДЫ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ


Наши исследования свидетельствуют о том, что
одновременное применение ацетамидофенола и антибиотиков может потенциально усиливать их ингибирующее действие на рост и развитие Е. Основные положения, выносимые на защиту. Обработка клеток Е. Обнаруживается выраженное сходство в действии грамицидина и ацетамидофенола на растущие клетки Е. При комбинированной обработке ингибирующее действие ацетамидофенола и испытуемых антибиотиков на рост и накопление биомассы носит аддитивный характер. Апробация работы и публикации. Путинских школах конференциях молодых ученых Биология наука XXI века, Пущино, и годы на Межрегиональной конференции молодых ученых Современные проблемы экологии, микробиологии и иммунологии. Пермь, г. Междисциплинарной конференции с международным участием Новые биокибернетические и телемедицинские технологии XXI века для диагностики и лечения заболеваний человека НБИТТ, Петрозаводск, . По теме диссертации опубликовано 5 работ. Объем и структура диссертации. Работа изложена на 2 страницах печатного текста, содержит таблиц и рисунков. Диссертация состоит из введения, обзора литературы, описания материалов и методов исследования, обсуждения, выводов и списка цитируемой литературы, включающего 5 наименований работ отечественных и зарубежных авторов. Связь работы с научными программами. 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 адаптивных реакций клеток на различные стрессовые воздействия индекс приоритетного направления 4. Исследования поддержаны грантами РФФИ 9 и 7. Глава 1. Ответ . Кислород является неотъемлемой частью жизнедеятельности подавляющего большинства живых организмов, которые, за исключением незначительного количества анаэробных бактерий, полностью зависят от наличия кислорода в среде. В первую очередь кислород необходим для образования АТФ в процессе окислительного фосфорилирования, которое связано с восстановлением молекулы до воды и является основным энергообразующим механизмом аэробов. Хотя АТФ образуется и в анаэробных условиях, в количественном отношении эффективность анаэробного синтеза намного ниже. Если у эукариот окислительное фосфорилирование происходит в специализированных органеллах митохондриях, то у бактерий, не имеющих внутриклеточных мембранных структур, оно осуществляется на плазматической мембране Скулачев, . При аэробном дыхании основная часть потребляемого клетками кислорода подвергается четырехэлектронному восстановлению ферментами дыхательной цепи с образованием нейтральной молекулы воды. Наряду с этим во время дыхания протекают реакции одно, дву и трехэлектронного восстановления кислорода с образованием супероксидного радикала супероксид аниона, перекиси водорода Н2, гидроксильного радикала ОН и других активных форм кислорода АФК ivi, . Меньщикова, Зенков, . I, ivi, . Так было показано, что в аэробно растущих . Н2О2 и О2 I, ivi, а I, ivi, , , , I, . Недавние иследования показали, что роль таких компонентов дыхательной цепи как хиноны и цитохромоксидазы в продукции АФК менее значительна , I, . Фумаратредуктаза, которая индуцируется в течение анаэробного роста, очень быстро реагирует с кислородом и может способствовать окислительному стрессу при переходе клетки от анаэробного к аэробному способу существования I, . Аэробно растущие клетки . О2 на относительно безопасном уровне около I М , I, . Образование Н2 i viv в аэробных условиях показано несколькими исследовательскими группами. Концентрация Н2О2 в клетках . М. Вероятно это безопасный уровень, поскольку порог токсичности Н2 составляет 5 М i . Токсичное действие перекиси водорода и супероксид аниона, отчасти, может связываться с их прямым взаимодействием с компонентами живых клеток , , ivi, , . Более важной считается способность Н2и быть предшественниками гидроксильного радикала ОН, который является высокотокснчным оксидантом. Имея высокий стандартный окислительновосстановительный потенциал Е. В, гидроксильный радикал быстро вступает в реакцию практически с любыми биомолекулами в местах его образования , . I Н ОН.