Роль антиоксидантных систем в отклике бактерий Escherichia coli на температурные стрессы

• Автор: Закирова, Ольга Николаевна
• Шифр специальности: 03.00.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2001
• Место защиты: Пермь
• Количество страниц: 135 с. : ил

СОДЕРЖАНИЕ

Список принятых сокращений.

ВВЕДЕНИЕ

ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

Глава 1. Ответ бактерий ii i на температурные стрессы .

1.1. Влияние температуры на рост и развитие микроорганизмов .

1.2. Ответ бактерий Е. i на тепловой шок.

1.2.1. Влияние теплового шока на структуру и функции мембран .

1.2.2. Влияние теплового шока на ДНК

1.2.3. Белки теплового шока характеристика и функции.

1.2.4. Регуляция ответа на тепловой шок у Е. i.

1.3. Огвет на тепловой шок у других микроорганизмов.
1.4. Ответ Е. i на Холодовой шок.
1.5. Ответ Е. i на воздействие этанолом
Глава 2. Ответ Е. i на окислительный стресс.
2.1. Реактивные формы кислорода и их токсическое действие на живые клетки
2.2. Регуляция ответа Е. i на окислительный стресс.
2.2.1. Ответ на действие перекиси водорода, роль x регулона
2.2.2. Роль регулона в защите клеток от окислительного стресса
2.2.3. Ответ на действие генераторов супероксид аниона, роль x регулона.
2.3. Роль глутатиона в ответе Е. i на окислительный стресс
2.3.1. Клеточные функции глутатиона.
2.3.2. Ферменты биосинтеза глутатиона.
2.3.3. Глутатионоксидоредуктаза.
2.3.4. уГлутамилтранспептидаза.
2.3.5. Глутатион8трансфераза
2.4. Проявление признаков, характерных для окислительного стресса,
при тепловом шоке клеток разных типов.
Глава 3. Объекты и методы исследований
3.1. Бактериальные штаммы
3.2. Питательная среда и условия культивирования.
3.3. Определение содержания белковых и небелковых тиолов .
3.4. Определение содержания внутриклеточного глутатиона
3.5. Определение активности глутатионредуктазы.
3.6. Определение активности каталазы.
3.7. Определение активности галактозидазы
3.8. Определение содержания ионов калия в клетке.
3.9. Определение содержания белка
ЗЛО. Статистическая обработка данных.
Глава 4. Роль антиоксидантных систем в отклике бактерий . i на тепловой шок
4.1. Влияние теплового шока на рост Е. i, несущих мутации в антиоксидантных генах
4.2. Влияние теплового шока на активность антиоксидантных систем.
4.2.1. Экспрессия генов и и активность каталазы
4.2.2. Экспрессия генов и x
4.2.3. Уровни внутри и внеклеточного глутатиона.
4.2.4. Экспрессия гена и активность глутатионредуктазы
4.3. Влияние обработки этанолом на рост, уровни небелковых
тиолов и калия у . i, несущих мутации в антиоксидантных
Глава 5. Роль антиоксидантных систем в отклике бактерий . i на
Холодовой шок
5.1. Влияние холодового шока на рост . i, несущих мутации в антиоксидантных генах
5.2. Влияние холодового шока на активность антиоксидантных
систем.
5.2Л. Экспрессия генов и и активность каталазы
5.2.2. Экспрессия генов и x
5.2.3. Уровни внутри и внеклеточного глутатиона.
5.2.4. Экспрессия гена и активность глутатионредуктазы
ЗАКЛЮЧЕНИЕ.
ВЫВОДЫ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ


Изучить влияние холодового и теплового шоков на каталазную и глугатионредуктазную активность. Изучить влияние температурных стрессов на статус внутри и внеклеточного глутатиона. Исследовать активность антиоксидантиых систем в клетках . Исследовать действие этанола на рост клеток . Научная новизна и практическое значение работы. Показано, что в аэробных условиях мутация в гене , кодирующем синтез каталазы I, приводит к снижению устойчивости . С. При этих же условиях мутанты, дефицитные по синтезу глутатиона, проявляют более высокую устойчивость к тепловому шоку, чем клетки родительского штамма. Показано, что к обработке этанолом более чувствительны штаммы, имеющие мутации в генах, кодирующих синтез глутатиона и супероксиддисмутаз СОД и СОД. Установлено, что тепловой шок бактерий . и , контролирующих синтез компонентов главных антиоксидантиых систем, а также активности каталазы и глутатионредуктазы. Показано, что у . Установлено, что при холодовом шоке бактерий . С, наиболее выраженное отрицательное влияние оказывает потеря активности двух супероксиддисмутаз СОД и СОД и дефицит по глутатиону. Положения, выносимые на защиту. Температурные стрессы у бактерий . Устойчивость к тепловому и холодовому шоку определяется разными компонентами антиоксидантной защиты. Поведение антиоксидантиых систем у бактерий, адаптированных к росту при экстремальных температурах, и у бактерий, подвергшихся действию теплового и холодового шока, существенно различается. Апробация работы и публикации. Материалы диссертации представлены на Международной конференции Зафязнение окружающей среды. Проблемы токсикологии и эпидемиологии МоскваПермь, Конференции молодых ученыхэкологов Уральского региона Современные проблемы популяционной, исторической и прикладной экологии Екатеринбург, Международной конференции Проблемы загрязнения окружающей среды I Москва, По теме диссертации опубликовано 6 печатных работ. Объем и структура диссертации. Диссертация изложена на 5 страницах печатного текста, иллюстрирована рисунком и 5 таблицами состоит из введения, обзора литературы, трех глав экспериментальной части, заключения и выводов. Список литературы включает 1 наименований работ отечественных и зарубежных авторов. Диссертационная работа выполнена в лаборатории физиологии и генетики микроорганизмов ИЭГМ Уро РАН и является частью исследований, проводимых по теме . Президиумом РАН, гос. Представленные исследования были выполнены при финансовой поддержке Российского фонда фундаментальных исследований гранты 2 и 3. Глава 1. Из всех физических факторов, влияющих на рост и выживаемость микроорганизмов, наиболее важная роль принадлежит температуре. В период роста культуры на благоприятной среде скорость роста мало зависит от небольших изменений в составе среды, но определяется некоторыми лимитирующими скорость процессами, ответственными за синтез вновь образующегося клеточного вещества и зависящими от температуры. В довольно узком интервале температур наблюдается линейная зависимость логарифма скорости роста микроорганизмов от обратных величин абсолютной температуры зависимость Аррениуса. У большинства бактерий температурный коэффициент скорости роста i в этом интервале близок к 2 иными словами, при увеличении температуры на С скорость роста клеток удваивается. Г. Вильсоном было показано, что истинная скорость роста числа жизнеспособных клеток не совпадает с общей скоростью роста культуры, так как некоторые клетки утрачивают способность к росту, хотя и остаются в культуре в неизменном виде. В пределах температуры изменение скорости истинного роста числа жизнеспособных клеток очень сходно с кривой общего роста. При температурах выше скорость истинного роста падает за счет образования нежизнеспособных клеток, поскольку общая скорость образования клеток продолжает возрастать, по крайней мере, до . Между и истинная скорость роста числа жизнеспособных клеток остается близкой к нулю, выше происходит ее быстрое падение за счет непосредственной гибели нерастущих клеток i, .