Генетический контроль устойчивости Escherichia coli K-12 к вирулентному фагу Cl

• Автор: Самсонов, Виктор Васильевич
• Шифр специальности: 03.00.15
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1998
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 88 с.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
I. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ: "Структуры клетки, вовлеченные в процесс фаговой инфекции и системы транспорта в Escherichia coli."
1. Компоненты оболочки бактерий, как рецепторы фагов и колицинов
1.1. Основные компоненты наружной мембраны Escherichia coli
1.1.1. Основные пориновые белки
1.1.2. ЛПС — основной компонент внешней мембраны
1.1.3. Фосфолипиды
1.1.4. Энтеробактериальный антиген и капсулярные полисахариды
1.1.5. Белки — рецепторы фагов и колицинов, участвующие в специфическом транспорте
1.2. Муреиновый слой
1.2.1. Молекулярная структура муреина и его связь с внешней
и цитоплазматической мембранами
1.2.2. Строительство мурешгового слоя
1.3. Цитоплазматическая мембрана
1.3.1. Липидные компоненты
1.3.2. Белковые компоненты
1.4. Периплазма и секреция белков
1.4.1. Структура периплазматическош пространства
1.4.2. Белки периплазмы
1.4.3. Машина экспорта
1.5. Белки участвующие в специфическом транспорте
1.5.1.Внешнемембранные транспортеры
1.5.2. ABC транспортеры
1.6. Транспорт аминокислот
1.6.1. Использование различных систем для транспорта одной АК
1.7. Транспорт витамина В12
2. Бактериальные белки используемые фагами и колицинами для проникновения в клетку
2.1. Транспорт колицинов
2.2. ТопВ и TolA зависимые транспортные системы и импорт макромолекул в Escherichia coli
2.2.1. Свойства мутантов по гену toriR
2.2.2. Взаимодействие транспортеров и ТопВ
2.2.3. Участие белков ЕхЬВ и ExbD в ТопВ зависимом транспорте
2.2.4. Продукты генов tol и импорт макромолекул в Е. coli
2.2.5. Механизм транспорта макромолекул системой То!
2.2.6. Взаимозаменяемость белков ТопВ —ExbB —ExbD и TolA-TolQ-TolR
2.3. Фаговая инфекция
II. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ
1. Бактерии, фаги и плазмиды
2. Среды и химикаты
3. Генетические методы
4. Утилизация витамина В12
5. Методы работы с ДНК
6. Анализ внутриклеточных белков
7. Комплементационный анализ

8. Анализ адсорбции фага О
9. Фракционирование компонентов оболочки клеток
III. РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ
1. Клонирование генов dcrA и dcrB
2. Локализация генов dcrA и dcrB внутри клонированных фрагментов ДНК и на физической карте E
3. Анализ нуклеотидной последовательности генов dcrA и dcrB
4. Оперонная организация экспрессии гена dcrB
5. Идентификация продукта гена dcrB
6. Локализация белка DcrB в мембранных фракциях
7. Влияние наличия или отсутствия гена dcrA в клетке на экспрессию dcrB
8. Утилизация витамина В12 в мутантах dcrA и dcrB
9. Плейотропные эффекты, вызванные отсутствием или избытком
гена dcrA в клетке
IV. ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ВЫВОДЫ
ЛИТЕРАТУРА

ВВЕДЕНИЕ.
Актуальность темы.
В последние годы были предприняты значительные усилия по изучению функций, синтеза, химического состава структурных компонентов оболочки грамотрицателъных бактерий, особенно Escherichia coli и Salmonella typhymurium. Одним из способов, позволяющим находить минорные, несущественные в лабораторных условиях белки мембран, является изучение бактериальных мутантов по адсорбции соответствующих фагов и транспорту колицинов.
У энтеробактерий известно более 500 различных фагов, которые подразделяются на несколько групп на основе характеристики их нуклеиновых кислот, особенностей морфологии, антигенных различий, спектра хозяев и резистентности к некоторым агентам, таким, как эфир, хлороформ, нагревание (Ackerman H.W. 1987). Различные хвостовые отростки, длинные (сократимые или несократимые) или короткие, могут иметь разные рецепторные сайты на поверхности клетки. Из 500 проанализированных фагов энтеробактерий, 143 принадлежат к морфологическому типу с длинным несократимым хвостом (Ackerman H.W. 1987). Это — самая большая группа фагов и у других видов бактерий.
Функция фагового рецептора заключается в опознавании специфических сайтов хвостового отростка фага, что является первым этапом взаимодействия клетки и фага, предшествующим инъекции ДНК вируса внутрь клетки. Обычно 1 фаг узнает только один белок, но существуют и исключения, когда фаг может использовать 2 или 3 различных белка в качестве рецепторов (Morona R. et ai. 1984). Изучение фаговых рецепторов грамотрицателъных бактерий имеет так же большое значение для практики: — биотехнологии (получение
фагорезистентных штаммов продуцентов), эпидемиологии (фаготипирование и таксономия), — инфекционной патологии (при уропатогенной инфекции

на внешней мембране, периплазматический кобаламин — связывающий белок, и два белка, BtuC и BtuD, отвечающих за транспорт через цитоплазматическую мембрану. Современная модель высокоэффективного транспорта включает следующие этапы: на первом этапе кобаламин связывается с рецептором витамина В12, BtuB (энергонезависимая стадия), далее переносится через периплазму при помощи ТопВ и предполагаемого кобаламин — связывающего белка и окончательно переносится через цитоплазматическую мембрану при помощи продуктов генов MuCED оперона (для этих последних стадий требуется энергия) (Riox, C.R., RJ. Kadner.1989). Bradbeer. С. et al. (1986) показали, что связывание кобаламина с BtuB требует присутствия кальция, особенно при низких pH. При нейтральных pH, связывание и транспорт В12 ингибировались после обработки клеток ЭДТА и восстанавливались при добавлении кальция. Прямое участие кальция в транспорте В]2 показали Bradbeer, С., and А. Gudmundsdottir (1990) получив мутанты, по гену btuB, связывающие кобаламин при концентрациях кальция 10-5 М, тогда как в родительском штамме связывание происходит при IQ-7 М Са2+. Они так же обнаружили явление кобаламинзависимого связывания кальция на BtuB. Неизвестно влияет ли связывание кальция на конформацию BtuB или связывание и освобождение иона рецептором — часть процесса транспорта.
Система транспорта кобаламина обнаруживает много интересных свойств. В ней используется минорный белок внешней мембраны, который имеет высокое сродство к субстрату и переносит его через мембрану. Перенос требует затраты энергии, которая поставляется различными накапливающими энергию белками (ТопВ — ExbB — ExbB, TolA — ToIQ — TolR и возможно другие системы). Источником энергии для транспорта кобаламинов через внешнюю мембрану является перенос протонов через внутреннюю. Это необычное свойство, поскольку активный транспорт осуществляется при переходных