Генетический контроль устойчивости к индуктору окислительного стресса метилвиологену у цианобактерий Synechocystis sp. РСС 6803

• Автор: Нефедова, Лидия Николаевна
• Шифр специальности: 03.00.15
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2003
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 128 с. : ил

Однако такие системы еще не исследованы в клетках фотосинтезирующих организмов. Цианобактерии являются модельными объектами молекулярной генетики оксигенного фотосинтеза, но при этом регуляция систем защиты от ОС остается у них мало исследованной. Антиоксидантные ферменты супероксиддисмутазы, каталазы, пероксидазы и кодирующие их гены изучали у разных видов цианобактерий i . V, . В частности, показано, что мутант по гену . РСС с нарушенной активностью железосодержащей супероксиддисмутазы, СОД, проявляет повышенную чувствительность к ОС, индуцируемому V . Секвенированный одним из первых геном цианобактерии i . СОД, каталаапероксидаза I, i , или x, и i, или x2, две глутатиоипероксидазы, и i гомологи тиолспецифических пероксидаз, а также несколько генов белковтранспортеров лекарственных соединений i. Однако у i не обнаружены гены, обладающие существенной гомологией с регуляторными генами x, x и x, контролирующими системы защиты от ОС у энтеробактерий. Ранее в нашей лаборатории был получен мутант i , у которого повышенная устойчивость к V обусловлена мутацией в регуляторном гене , кодирующем белокii семейства i . Бабыкин и др. В настоящей работе проведено исследование роли гена в регуляции адаптивного ответа клеток на ОС, индуцируемый V, выявлены и проанализированы гены, определяющие устойчивость к V у i . Методом Нозернгибридизации исследовать у штамма ДТ и мутанта экспрессию регуляторного гена , генов , , x и x2, кодирующих антиоксидантаые ферменты, а также генов , v и А, кодирующих белкитранспортеры лекарственных соединений. На основе штамма ДТ и мутанта сконструировать мутанты с инсерционной инактивацией генов, кодирующих белкитранспортеры, и исследовать у полученных штаммов изменения уровней устойчивости к V. Сконструировать и исследовать производные штамма ДТ и мутанта с инсерционной инактивацией гена , кодирующего единственную СОД в клетках i . Вследствие процессов аэробного метаболизма в клетках образуются АФК, которые могут использоваться организмами в качестве сигнальных молекул и факторов защиты от патогенов Владимиров и др. Однако АФК способны повреждать любые биологические макромолекулы, и их избыток опасен для клетки развитием комплексного токсического эффекта ОС. Известно, что ОС провоцирует такие заболевания у человека, как ревматоидные артриты, воспалительные кишечные расстройства и атеросклероз i, i, Шепелев и др. ОС одной из главных причин мутагенеза, канцерогенеза и старения i, . Таким образом, необходимым условием норматьной жизнедеятельности аэробных организмов является строгий контроль внутриклеточной концентрации АФК и реакций с их участием. Все аэробные организмы имеют эффективные системы защиты от ОС, которые исследуются у различных объектов, включая высшие растения и человека, однако наиболее хорошо изучены в этом отношении энтеробактерии ii i и ii , , , I, i, , . Атмосферный кислород представляет собой бирадикал в триплетной форме, то есть имеет два неспаренных электрона с параллельными спинами. Такая структура делает его мало реакциониоспособным в отношении большинства органических соединений. Активация кислорода, , может происходить двумя различными путями либо в результате переворота спина одного из неспаренных электронов с образованием синглетного кислорода, , либо при последовательном одноэлектронном восстановлении триплетного кислорода до воды , , рис. Реакция восстановления катализируется в клетке несколькими ассоциированными с мембранами ферментами дыхательной цепи Кулинский, , , . Реакционноспособность восстановленных форм кислорода возрастает по мере акцепции одного, двух и трех электронов. Н2 и гидроксильный радикал НО восстановление последнего приводит к образованию молекулы воды. Первая реакция в этой цепи с образованием эндотермическая, последующие реакции экзотермические рис. Анионрадикал супероксида может также образовываться в результате автоокисления ферментов, таких как дегидрогеназы, сукцинат дегидрогеназы, лактат дегидрогеназы, глутатион редуктазы и при автоокислении убихинонов, катехолов, тиолов и флавинов , , .