Накопление V, Li и Co клетками цианобактерий рода Spirulina (Arthrospira)

• Автор: Васильева, Светлана Геннадьевна
• Шифр специальности: 03.03.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2012
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 99 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ
1Л. Общая характеристика цианобактерий рода Spirulina (Arthrospira)
1.1.1. Таксономическое положение и экология рода Spirulina {Arthrospira)
1.1.2. Морфология и цитология клеток S. platensis и S. maxima
1.1.3 Химический состав клеток S. platensis и S. maxima
1.1.4 Культивирование
1.1.5. Использование биомассы спирулины в питании человека
1.2. Физиолого-биохимическая роль отдельных микроэлементов
1.2.1 Классификация элементов минерального питания
1.2.2 Биологическая роль ванадия
1.2.3. Биологическая роль лития
1.2.4. Биологическая роль кобальта
1.3 Влияние микроэлементов на клетки цианобактерий
ГЛАВА 2. ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
2.1 Характеристика объектов исследования
2.2 Культивирование
2.3 Определение биомассы
2.4 Минерализация биомассы
2.5 Микроскопирование
2.6 Десорбирование элементов, связанных с
поверхностными структурами клеток
2.7 Фракционирование биомассы
2.8 Аналитические методы исследования

2.9 Статистическая обработка
ГЛАВА 3. РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ
3.1 Влияние ванадия, лития, кобальта на рост и выход биомассы культур S. platensis и S.maxima
3.2. Изучение динамики накопления исследованных микроэлементов в клетках цианобактерий и определение их оптимальной концентрации в среде культивирования
3.3. Влияние V, Li и Со на элементный состав клеток S platensis и S. maxima
3.3.1.Влияние ванадия на элементный состав клеток S. platensis и S. maxima
3.3.2 Влияние лития на элементный состав клеток S. platensis и S. maxima
3.3.3 Влияние кобальта на изменение элементного состава клеток S. maxima
3.4 Определение внутриклеточного и связанного с поверхностными структурами клеток S.maxima количества микроэлементов
3.5. Изучение распределения ванадия, лития и кобальта между полярными, неполярными и амфифильными компонентами клеток S.maxima
3.6 Влияние лития и кобальта на морфологию клеток S. maxima
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ВЫВОДЫ
ЛИТЕРАТУРА

ВВЕДЕНИЕ.
Жизнь, как известно, зарождалась в океане и всевозможные элементы наряду с органическими соединениями, составляют её основу. В организме человека из известных 92 химических элементов встречается 81 элемент. Все минеральные элементы в организме млекопитающих и человека делятся на три группы в зависимости от их содержания в клетках. Первую группу составляют макроэлементы, содержание которых превышает 0,01% от массы тела. Вторую группу составляют микроэлементы с концентрацией от 0,00001% до 0,01%. В третью группу входят ультрамикроэлементы, содержание которых ниже 0,000001% (Авцын и др., 1991; Битюцкий, 1999; Скальный, Рудаков, 2004).
Согласно классификации по физиологическим функциям все элементы в организме делятся на три группы: 1) жизненно необходимые (эссенциальные), 2) вероятно (условно) необходимые, 3) токсичные и элементы малоизученного действия (Авцын и др., 1991; Скальный, Рудаков, 2004).
Химический элемент считается эссенциальным, если при его отсутствии или недостаточном поступлении в организм нарушается нормальная жизнедеятельность, прекращается развитие, становится невозможной репродукция.
В данной работе изучено накопление Со (эссенциального) и V, 1л (условно-эссенциальных) микроэлементов в клетках цианобактерий.
Изучение влияния ванадия, лития, кобальта, вводимых в питательную среду в повышенных концентрациях, на выход биомассы и накопление их в клетках цианобактерий дает возможность определить оптимальные концентрации этих элементов в среде культивирования, для получения биомассы обогащенной эссенциальными и условно-эссенциальными микроэлементами в органической форме.

варьирует в зависимости от физико-химической природы ионов и их концентрации в среде. С увеличением степени окисления металлов их сродство к клеточным стенкам возрастает. (Битюцкий, 1999).
Известна также способность цианобактерий и водорослей экскретировать органические соединения, связывающие ТМ, снижает токсичность последних. Секретируемые в ответ на ТМ-стресс полисахариды некоторых видов водорослей связывают ионы-металлов предотвращая тем самым их поступление в клетку (De Philippis et al., 2001; Mohamed, 2001; Бекасова и др., 2002). Участие данного механизма в детоксикации ТМ показано для цианобактерий Microcystis aeruginosa (Parker et al. 2000) и Spirulina sP. (Hernandez & Olguin, 2002), а также микроводоросли Chlamydomonas reinhardtii (Macfie & Wellboum, 2000; Pistocchi et al. 2000).
2. Второй тип включает механизмы выведения металлов из клетки.
Многие устойчивые к металлам бактерии имеют специальный механизм для выведения металлов из клетки (Silver & Phung, 1996; Arunakumara & Xuecheng, 2008, Borsetti et al., 2009). Стратегия контроля внутриклеточного уровня металлов включает активный вынос ионов из клетки, с использованием транспортеров, таких как АТФаза P-типа (в том числе СРх-АТФаза), Н+ антипортер (Silver & Ji, 1994; Silver, 1996), Nramps (Thomine et al., 2000), семейство CDF (cation diffusion facilitator) (Williams et al., 2000), семейство ZIP. Система выноса ионов была идентифицирована для Cu, Cd, Со, Ni, Zn (Van Bakel, Wijmenga, 2005; Gasic, Korban, 2006; Helmann et al., 2007).
Считается, что выведение металлов у микроводорослей является активным процессом, требующим энергетических затрат. Chlorella sP.