Роль полиаминов в адаптации Escherichia coli к различным видам стресса

• Автор: Салахетдинова, Ольга Яковлевна
• Шифр специальности: 03.00.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1999
• Место защиты: Пермь
• Количество страниц: 152 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

Глава 1. Обзор литературы .

1.1. Основные механизмы регуляции адаптивного ответа

у микроорганизмов . .

1.2. Характеристика ответа микроорганизмов на исчерпание питательных веществ из среды роста

1.3. Адаптивные реакции ii i в условиях температурного шока

1.4. Адаптивные реакции ii i на осмотический шок

1.5. Особенности ответа ii i на окислительный стресс .

1.6. Основные пути регуляции пула полиамннов в клетках микроорганизмов

1.7. Роль полиаминов в регуляции физиологических

процессов у микроорганизмов
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ
Глава 2. Объект и методы исследований .
2.1. Объект исследований и условия культивирования .
2.2. Трансформация ii i плазмидной ДНК
2.3. Определение внутриклеточной концентрации адениловых нуклеотидов
2.4. Определение содержания полиаминов в клетке и среде .
2.5. Определение активности орнитиндекарбоксилазы .
2.6. Определение активности диаминоксидазы
2.7. Определение содержания белка
2.8. Выделение плазмидной ДНК из клеток ii i .
2.9. Определение степени суперспирализацин ДНК .
2 Определение содержания ионов калия в клетке и среде
2 Статистическая обработка данных .
Глава 3. Роль полиаминов в адаптации ii i
к стрессу аммонийного голодания
Глава 4. Роль полиаминов в адаптации ii i к тепловому
Глава 5. Роль полиаминов в адаптации ii i
к осмотическому стрессу
Глава 6. Роль полиаминов в регуляции адаптивных реакций
ii i на окислительный стресс .
Глава 7. Обсуждение результатов
7.1. Полиамины как модуляторы топологии ДНК в процессе адаптации к аммонийному голоданию
7.2. Механизм регуляции адаптивных реакций на тепловой шок
при участии нолиаминов
7.3. Вклад полиаминов в адаптацию к осмотическому шоку
7.4. Участие полиаминов в настройке адаптивного ответа
на окислительный стресс
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ВЫВОДЫ
ЛИТЕРАТУРА


В зависимости от условий функционируют разные сенсоры и регуляторы, но благодаря наличию в их молекулах довольно больших консервативных аминокислотных последовательностей, пары сенсоррегулятор способны к неспецифическим взаимодействиям я. При этом разные системы регуляции ответа могут активизироваться под влиянием одного и того же фактора среды. Явление перекрывания регуляторных сетей имеет важное значение для выживания микроорганизмов в условиях действия нескольких стрессовых факторов, что часто наблюдается в природе. Совокупность согласованно реагирующих на стрессовые воздействия регулонов представляет собой сложный уровень организации адаптивных реакций микроорганизмов модулон. В природных условиях функционирование модулонов в ответ на один стрессовый фактор обеспечивает развитие состояния преадагггации к другим неблагоприятным воздействиям. Одним из наиболее важных этапов генной регуляции адаптивного ответа у бактерий является регуляторный механизм, действующий на уровне инициации транскрипции. Переключение экспрессии генов при различных видах стресса происходит путем связывания асубъединиц с корферментом РНКполимеразы я. Основной афактор апродукт гена совместно с другими регуляторными факторами отвечает за транскрипцию от большинства промоторов во время экспоненциального роста. При переходе к стационарной фазе образуется комплекс с регуляторным белком и активность этой субъединицы ингибируется i . Альтернативные факторы имеют различные промоторные специфичности, управляя экспрессией определенных регулонов i , . Аминокислотная последовательность асубъединиц РНКполимеразы определяет избирательное взаимодействие со специфическими последовательностями промоторов геновмишеней, входящих в состав регулона, что обеспечивает адекватную адаптивную реакцию клеток на стресс. Многообразие афакторов дает бактериям возможность поддерживать основной уровень генной экспрессии, а также регуляцию экспрессии генов в ответ на специфические стрессовые воздействия ,. Наряду с стсубъединицами РНКполимеразы существенную роль в регуляции процесса инициации транскрипции играют транскрипционные регуляторы, которые, связываясь с промоторными областями ДНК и изменяя их конформацию, активируют или репрессируют транскрипцию в ответ на изменения условий среды i,. Примером транскрипционного регулятора является белокрегулятор двухкомпонентной сигналпроводящей системы vi . В клетках микроорганизмов существуют также транскрипционные регуляторы, не входящие в состав сенсоррегуляторных пар. К ним относятся регуляторы стрессовых ответов, управляющие регулонами окислительного стресса, вызванного перекисью водорода x д. Переход таких транскрипционных регуляторов в активное состояние не связан с фосфорилированием, а происходит в результате непосредственного восприятия сигнала самим белком. Регуляторы функционируют, связываясь с ДНК и одновременно осуществляя контакт с карбокситерминальным доменом асубъединицы РНКполимеразы ,. Эти взаимодействия приводят к конформационным изменениям РНКполимеразы и промоторной ДНК, что облегчает образование открытого комплекса и инициирует транскрипцию i . Существенный вклад в этот процесс вносят ДНКсвязывающие белки и другие метаболиты, которые можно рассматривать как дополнительные модуляторы стрессовых реакций Рассмотрев общие принципы организации адаптивных реакций микроорганизмов, целесообразно перейти к представленным в литературе данным о функционировании конкретных механизмов адаптации к тем видам стресса, которые явились предметом исследования настоящей диссертационной работы. Большинство природных сред являются бедными по содержанию в них питательных веществ, в отличие от лабораторных сред для культивирования микроорганизмов. В таких средах периоды экспоненциального роста чередуются с длительными периодами слабого роста или его отсутствия. Голодание наиболее общее определение для микробного существования в полном отсутствии экзогенных питательных веществ, причем потребность в этих веществах не может быть удовлетворена полностью из эндогенных источников i, .