Физиолого-биохимические особенности представителей галоалкалофильных бактерий из содовых озер

• Автор: Болтянская, Юлия Владимировна
• Шифр специальности: 03.00.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2006
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 139 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

СПИСОК РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО МАТЕРИАЛАМ ДИССЕРТАЦИИ

ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ.

ГЛАВА 1. ЩЕЛОЧНЫЕ ЭКОСИСТЕМЫ И АЛКАЛОФИЛЬНОБ МИКРОБНОЕ СООБЩЕСТВО.

1.1. Типы щелочных экосистем.

1.2. Механизм формирования содовых озер

1.3. Содовые озера как возможные наземные центры происхождения биоразнообразия

1.4. Характеристика и распространенность современных содовых озер

1.5. Функциональное разнообразие алкачофилыюго микробного сообщества.

1.5.1.1 Гродукционная часть

1.5.2. Деструкцнонная часть
1.5.2.1 Анаэробные ачкалофилы.
1.5.2.2. Аэробные ачкачофилы
ГЛАВА 2. ДЕНИТРИФИЦИРУЮЩИЕ МИКРООРГАНИЗМЫ
2.1. Цикл азота и его особенности в содовых водоемах.
2.2. Разнообразие путей восстановления нитрата.
2.3. Разнообразие денитрифицирующих организмов.
2.4. Тины бактериальных нитратредуктаз.
2.5. Альтернативные нитратредуктазы
ГЛАВА 3. ЖИЗНЬ МИКРООРГАНИЗМОВ В УСЛОВИЯХ ВЫСОКИХ КОНЦЕНТРАЦИЙ СОЛЕЙ.
3.1. Краткая характеристика гиперсоленых экосистем.
3.2. Гатофильные микроорганизмы и их классификация.
3.3. Механизмы адаптации галофилов к стрессовым условиям.
3.3.1. Накопление неорганических ионов.
3.3.2. Накопление органических осморегуляторов.
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ
ГЛАВА 4. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ.
4.1. Микроорганизмы, среды и условия культивирования.
4.2. Рост и ростовые характеристики
4.3. Аналитические определения.
4.4. Получение суспензий клеток и бссклсточиых экстрактов
4.5. Определение внутриклеточных концентраций ионов Ыа, К и СГ.
4.6. Анализ аминокислотного состава общего клеточного белка
4.7. Анализ осмолитов
4.8. Определение активности ферментов
4.9. Определение наличия молибденового кофактора.
4 Определение молекулярной массы и субъединичпого состава ннтратредуктазы
4 Анализ металлов в активном центре иитратредуктазы
ГЛАВА 5. ОПИСАНИЕ АЛКАЛОФИЛЬНЫХ ДЕНИТРИФИЦИРУЮЩИХ БАКТЕРИЙ ИЗ СОДОВЫХ ОЗЕР
5.1. Систематическое положение новых денитрифицирующих галоалкалофилов
5.2. Физиология штамма 72
5.3. Описание штаммов 7 и АЖ2 представителей новых видов
рода НпЬтопоэ
5.3.1 Штамм г.
5.3.2. Штамм АЖ2
ГЛАВА 6. ИЗУЧЕНИЕ СВОЙСТВ НИТРАТРЕДУКАЗЫ ГАЛОАЛКАЛОФИЛЬНОЙ ДЕНИТРИФИЦИРУЮЩЕЙ БАКТЕРИИ НЛШМОЫЛЯ СШРШШ 72
6.1. Влияние вольфрамата натрия на рост галоалкалофильных денитрифицирующих
бактерии.
6.2. Определение наличия молибденового кофактора.
6.3. Очистка иитратредуктазы.
6.4. Некоторые свойства иитратредуктазы
ГЛАВА 7 СТРАТЕГИИ ОСМОАДАПТАЦИИ ГАЛОАЛКАЛОФИЛЬНЫХ БАКТЕРИЙ
7.1. Оценка внутриклеточных концентраций ионов Ка, К и СГ
7.2. Оценка возможности накопления органических осмолитов.
7.3. Анализ аминокислотного состава ооего клегочиого белка.
7.4. Влияние солен на активность ферментов галоалкалофилов
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ


Л. Стратегии осмоадаптацни галоалкалофильных денитрификаторов рода ИЫотопаз Конференция молодых ученых Актуальные проблемы современной микробиологии. Москва, 1 3 ноября г. С. . ГЛАВА 1. Микроорганизмы, растущие оптимально при выше 8, называются алкалофилами. Облигатные алкалофилы не растт при 7 и ниже, а их оптимум роста лежит в интервале знамений 9 . Микроорганизмы, способные расти в щелочной среде, у которых допустимый для роста интервал распространяется и в нейтральную область, относятся к ал капотолерантным. Большинство облигатных апкалофилов является прокариотными формами. Алкалофильные и алкалотолерантные организмы встречаются повсеместно и могут быть изолированы из экосистем как природного, так и антропогенного происхождения. В условиях экстремально высокого становятся недоступными многие необходимые для жизни катионы, смещается равновесие электрических зарядов на поверхности клетки, меняется состояние доступных питательных веществ и токсичных метаболитов. Организмы, живущие в таких условиях, должны противостоять всем этим неблагоприятным воздействиям. Многие алкалофилы являются одновременно и галофилами, поскольку высокая щелочность почвы или озерной воды часто сопровождается высокой концентрацией . Галоалкалофилы приурочены к экстремально щелочным, высокоминерализованным экосистемам, таким как содовые озера Восточноафриканского рифта и запада США. Высокий окружающей среды может являться результатом действия различных факторов как биогенной, гак и абиогенной природы. Широко известными примерами локального защелачивания за счет микробной активности являются процессы аммонификации, сульфидогенеза и оксигенного фотосинтеза i, ,, , , , дающие теоретическое обоснование возможности выделения алкалофильных микроорганизмов из мест обитания с нейтральным значением . Однако такая щелочность не только локальна, по и кратковременно например, в случае оксигенного фотосинтеза определяется продолжительностью светового дня, поэтому биологический фактор не является определяющим при генезисе стабильных щелочных экосистем. Развитие таких экосистем определяется совокупностью геологических, геог рафических и климатических условий. Различают два основных типа щелочных экосистем. Щелочность, обусловленная высоким содержанием гшшоксилнонов. Ее вызывает специфический геохимический процесс, в результате протекания которого обогащенные СО2 грунтовые воды разрушают силикатные минералы оливин и пироксен, высвобождая ионы Са2 и ОН. При этом карбонаты либо отсутствуют, либо удаляются из системы в виде кальцита СаСОз. За счет избытка ионов Са2 образуется рассол с доминированием СаОН2, в котором твердая фаза находится в равновесии ионами Са2 и ОН, а достигает . Воды крайне разбавлены количество основных ионов СГ, , ОН, Са2, К не превышает мМ. Особенностями таких вод являются отсутствие растворимого карбоната, низкое содержание азота и фосфора сопоставимое с их содержанием в олиготрофных водоемах, а также экстремально восстановленные условия за счет ионов . В совокупности с высоким эти факторы обуславливают малое разнообразие микробной популяции . Стабильность в этих экосистемах крайне ограничена за счет низкой растворимости СаОНг около мМ и воздействия атмосферного СО2. Щелочные экосистемы такого типа обнаружены на территории Югославии, Омана и Кипра . с крайне низкими концентрациями солей. Значительно чаще встречается карбонатный тип засоления. Такие экосистемы, представленные содовыми озерами и солончаками, являются наиболее стабильными высокощелочными местообитаниями на земле. Высокая микробная активность таких экосистем была показана Б. Л. Исаченко еще в е годы на примере содовых озер Кулундиискои степи Прииртышье см. Исаченко, . Содовые озера могут иметь как природное, так и антропогенное происхождение. Механизм развития щелочности хорошо изучен и описан во многих обзорах , i, i, .