Накопление меди и марганца в клетках цианобактерии Spirulina platensis

• Автор: Черникова, Анна Александровна
• Шифр специальности: 03.00.12
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2009
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 150 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ.

1.1. БИОЛОГИЧЕСКАЯ РОЛЬ МАРГАНЦА

1.2. БИОЛОГИЧЕСКАЯ РОЛЬ МЕДИ.

1.3. ВЛИЯНИЕ ТЯЖЕЛЫХ МЕТАЛЛОВ НА РОСТ, РАЗВИТИЕ И МЕТАБОЛИЗМ

ФОТОСИНТЕЗИРУЮЩИХ КЛЕТОК.

1.3.1. Токсичность ИОНОВ МЕДИ В ВЫСОКИХ КОНЦЕНТРАЦИЯХ

1.3.2. Токсичность ИОНОВ МАРГАНЦА В ВЫСОКИХ КОНЦЕНТРАЦИЯХ

1.4. МЕХАНИЗМЫ ТРАНСПОРТА И ПОГЛОЩЕНИЯ МЕТАЛЛОВ

1.4.1. Стратегия поглощения металлов клеткой.

1.4.2. Транспорт ионов марганца
1.4.3. Транспорт ионов меди
1.5. МЕТАЛЛОТОЛЕРАНТНОСТЬ РАСТЕНИЙ И МИКРООРГАНИЗМОВ.
МЕХАНИЗМЫ УСТОЙЧИВОСТИ К ДЕЙСТВИЮ ТМ.
1.5.1. Адсорбция металла на поверхности клеток.
1.5.2. Компартментация металла в вакуоли.
1.5.3. Роль плазм а леммы
1.5.4. Способы связывания тяжелых металлов в клетке
1.5.4.1. Неспсцифические способы защиты клетки.
1.5.4.2. Специфическое связывание
1.6. ПРИМЕНЕНИЕ РАСТЕНИЙ И МИКРОВОДОРОСЛЕЙ ДЛЯ ЦЕЛЕЙ РЕМЕДИАЦИИ И ПОЛУЧЕНИЯ БИОЛОГИЧЕСКИ АКТИВНЫХ ДОБАВОК
1.6.1. Био И ФИТОРЕМЕДИАЦИЯ.
1.6.1.1. Очистка сточных вод водорослями.
1.6.2. Водоросли основа для получения бад
ГЛАВА 2. ОБЪЕКТ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
2.1. ОБЪЕКТ ИССЛЕДОВАНИЯ И УСЛОВИЯ КУЛЬТИВИРОВАНИЯ ЯРШ ЦИКЛ
РЬАТЕШБ
2.2. ИЗМЕРЕНИЕ РОСТОВЫХ ХАРАКТЕРИСТИК
2.3. ПОЛУЧЕНИЕ КОМПЛЕКСОВ МЕДИ И МАРГАНЦА С ЭДТА.
2.4. ОПРЕДЕЛЕНИЕ БИОХИМИЧЕСК О СОСТАВА КЛЕТОК 5 РЫТЕММ
2.5. РАЗРУШЕНИЕ КЛЕТОК.
2.6. ВЫДЕЛЕНИЕ БЕЛКОВОЙ ФРАКЦИИ.
2.7. ХРОМАТОГРАФИЧЕСКОЕ РАЗДЕЛЕНИЕ БЕЛКОВ . I.
2.8. ЭЛЕКТРОФОРЕТИЧЕСКОЕ РАЗДЕЛЕНИЕ БЕЛКОВ . I.
2.9. ВЫДЕЛЕНИЕ ЛИПОФИЛЬНОЙ ФРАКЦИИ
2 ОПРЕДЕЛЕНИЕ СОДЕРЖАНИЯ МЕДИ И МАРГАНЦА.
2 ИССЛЕДОВАНИЕ УЛЬТРАСТРУКТУРЫ . I.
2 СТАТИСТИЧЕСКАЯ ОБРАБОТКА РЕЗУЛЬТАТОВ.
ГЛАВА 3. РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ.
3.1. ВЛИЯШЕ МЕДИ И МАРГАНЦА НА РОСТ5. I
3.1.1. Влияние меди на рост . i.
3.1.2. Влияние комплекса меди с эдта на рост . i
3.1.3. Влияние марганца на рост . i.
3.1.4. Влияние комплекса марганца с эдта на рост . i.
3.2. НАКОПЛЕНИЕ МЕДИ И МАРГАНЦА КЛЕТКАМИ . I.
3.2.1. Накопление меди клетками i
3.2.2. Накопление марганца клетками . i
3.2.3. Влияние света на накопление меди и марганца.
3.3. ОСНОВНЫЕ МЕХАНИЗМЫ УСТОЙЧИВОСТИ КЛЕТОК . I К
МЕДИ И МАРГАНЦУ
3.3.1. Биотрансформация и вынос меди из клетки.
3.3.2. Хелатирование меди и марганца.
3.3.3. Адсорбция меди и марганца.
3.3.4. Локализация меди и марганца в металлсвязывающих соединениях.
3.4. ВЛИЯНИЕ МЕДИ И МАРГАНЦА НА УЛЬТРАСТРУКТУРУ КЛЕТКИ.
3.5. ПОЛУЧЕНИЕ БИОМАССЫ . I, ОБОГАЩЕННОЙ МЕДЬЮ И
МАРГАНЦЕМ.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ


ДНК и РНКполимераз i . Медь эссенциальныи элемент, играет важную роль во множестве физиологобиохимических процессов в хивых организмах. В зависимости от формы нахождения в виде свободных ионов или в составе комплексов и концентрации в растворе, медь может поразному влиять на одни и те же функции организма. Показано, что ионы меди более токсичны для водорослей, чем ее комплексы и чем более стабильны комплексы меди, тем ниже их токсичность. Си Си4. Одновалентная медь, в отличие от двухвалентной, нестабильна. и Си предельно низкая. Медь характеризуется большим сродством к О, или содержащим функциональным группам , . В растениях медь, входя в состав коферментов, обеспечивает протекание важнейших физиологических процессов, связанных с передачей электронов и изменением статуса естественных окислительновосстановительных систем, например, транспорт электронов при фотосинтезе и дыхании, ответ на окислительный стресс ii . , i . Среди ферментов, функционирование которых связано с присутствием меди, можно назвать супероксиддисмутазу пластоцианин, цитохромоксидазу, аминооксидазу, аскорбатоксидазу, полифенолоксидазу. Пластоцианнн. Голубой белок молекулярной массой около кДа, содержащий по одному атому меди на каждую молекулу. Участвует в переносе электрона от цитохрома к ФС I. В связи с этим, в условиях Сидефицита активность ФС I снижается значительно больше, чем ФС II. Синтез данного белка происходит в цитозоле. Как правило, на молекул хлорофилла приходится тричетыре молекулы пластоцианина. Свыше меди, локализованной в хлоропластах, связано с пластоцианином ii . , . Полифенолоксидаза. Данный фермент обнаружен в тилакоидном люмене некоторых растений . Катализирует перенос электронов от ряда фенолов гидрохинон, пирокатехин, пирогаллол на молекулярный кислород. Фермент включен в биосинтез лигнина, алкалоидов, меланинов. Эти вещества способны ингибировать прорастание спор и рост грибов. Суперокеиддисмутаза. с молекулярной массой около кДа содержит по одному атому меди и цинка, соединенных общим азотом гистидина. Играет важную роль в детоксикации супероксидного радикала . Атом меди непосредственно участвует в детоксикации , образуемого в процессе фотосинтеза. Фермент локализован в цитозоле, митохондриях, глиоксисомах, может наряду с ГеСОД находиться в хлоропластах. У ii, например, были найдены три изофермента ii . Две основные изоформы представлены в цитозоле 1 и в строме хлоропластов 2. Третий изофермент 3 находится в пероксисомах ii . Аскорбатоксидаза. Катализирует окисление аскорбиновой кислоты до дегидроаскорбиновой. Содержит около пяти атомов меди на молекулу. Локализована в клеточных стенках и цитоплазме. Битюцкий, . Понятие об обязательной токсичности ТМ не является абсолютным. Такие металлы как Си, , , , , Со, , и i в следовых количествах являются эссенциальными элементами, играющими важную роль в регуляции осмотического давления, окислительновосстановительных процессах и стабилизации макромолекул. Для таких элементов как , , I, и биологическая роль не определена. Данные металлы не являются жизненно необходимыми, но в клетке они могут взаимодействовать с компонентами через образование ковалентных или ионных связей i , i, . Однако, повышенные концентрации, так называемых ТМ, оказывают токсическое действие на физиологические и биохимические процессы, среди которых минеральное питание, водный режим, фотосинтез, дыхание, рост и развитие , ii , X, . При этом уровень токсичности ТМ, его влияние на клеточные процессы индивидуальны для каждого металла и зависят от физикохимической природы и концентрации последнего. В то же время, чувствительность к одному и тому же I различна для разных организмов i, .