Характеристика мутантів штаму Streptomyces sioyaensis - Характеристика та використання бактерій Nocardia mediterranea
Сьогодні в центрі уваги генетичних досліджень знаходиться хімічний мутагенез, що має дуже важливе значення для екології, сільського господарства та медицини. Перші хімічні мутагени були відкриті в 30-х В. В. Сахаровим, М. Ю. Лобашовим і С. М. Гершензоном. Через деякий час ці дослідження досягли широкого розмаху завдяки дослідженням І. А. Рапопорта і Ш. Ауербах, які вперше виявили 100-% мутагенний ефект у окремих хімічних сполук - супермутагенів. Хімічні мутагени - це речовини, які викликають хімічні перетворення, що супроводжуються змінами у структурі ДНК. метил-N-нітро-N-нітрозогуанідин (НГ) належить до сполук, які алкілюють ДНК, - найсильніший з хімічних мутагенів. До цієї групи належать також диалкілсульфати (диметилсульфат, диетилсульфат), алкілалкансульфати (метилметансульфонат, етилметансульфонат), N-нітрозосполуки та діазоалкани (N-алкіл-N-нітрозосечовина, N-алкіл-N-нітро-N-нітрозогуанідин, пропіленоксид), бетапропіолактон, етиленіміни, іприти (сірчистий іприт, азотистий іприт). Ці сполуки є електрофілами, спорідненими до нуклеофільних центрів біологічних макромолекул. НГ утворює конюгати з глутатіоном. У відповідному стані глутатіон є нуклеофілом і реагує з електрофільними сполуками. Реакція НГ з цистеїновим залишком глутатіону призводить до утворення діазометану - високореактивної метилуючої сполуки, яка власне, й спричиняє мутагенний ефект [3, ст. 242]
В азотистих основах ДНК є багато сайтів, здатних реагувати з алкілуючими агентами. У залишку аденіну це N1, N3, N6 та N7; гуаніну - N1, N2, N3, N6, N7 та О6; цитозину - N3, N4 та О2; тиміну - N3, О2 та О4. Загалом атоми основ азоту є більш нуклеофільні, ніж атоми кисню. Найбільш реактивними є сьомий атом азоту в гуаніні та третій атом азоту в аденіні. Підлягають алкілуванню також й залишки фосфорної кислоти, у результаті чого виникають фосфотриефіри. Близько 85% пошкоджень ДНК, спричинених НГ, це метильовані азотисті основи, а 14% - фосфотриефіри.
Першим тіопептидним антибіотиком, який вдалося виділити у 1954р. був тіострептон (продуцент Streptomyces azureus). Цей вторинний метаболіт виявився ефективним проти грам-позитивних бактерій і за своїм ефектом був схожий на пеніцилін. Проте, незважаючи на свою перспективність, він так і не був впроваджений для клінічного використання через токсичність та низьку розчинність у воді. Згодом було відкрито ще цілий ряд тіопептидних антибіотиків, серед яких були сіоміцин (продуцент Streptomyces sioyaensis), тіопептин (продуцент Streptomyces tateyamensis).
Головну роль в процесі диференціації відіграє Rel-контроль, опосередкований продуктами генів relA та relC. Цими продуктами є ppGpp синтаза ти рибосомний білок L11, що необхідний для активації попереднього. Ініціація початкових шляхів синтезу вторинних метаболітів починається після розвитку повітряного міцелію та формування спор.
Представники роду Streptomyces є особливо цікавими, оскільки вони синтезують велику кількість антибіотиків, важливих в промисловості та медицині. Ініціація продукції антибіотика, часто згадується як "фізіологічна диференціація", зазвичай відбувається протягом переходу між вегетативним ростом і морфологічною диференціацією організму. Розпізнавання сигналів, що запускають процес диференціації є важливим в регуляції початку морфологічної і фізіологічної диференціації. Було відкрито, що морфологічна диференціація запускається зменшенням кількості ГТФ, тоді як фізіологічна - збільшенням вмісту ppGpp [7, ст. 311]
Отже, для отримання високоактивних штамів - продуцентів антибіотиків, необхідно вивчити та вміло використовувати метод направленого індукованого мутагенезу, для зміни структури та експресії генів біосинтезу антибіотиків та первинних метаболітів. Також важливим моментом для отримання мутантів з високою антибіотичною активністю є вивчення генів, які контролюють стійкість до власного та інших антибіотиків, а також механізму їх дії.
Таким чином, використання селекційних підходів та сучасних генно-інженерних маніпуляцій є важливим моментом у конструюванні штамів - продуцентів протипухлинних антибіотиків. А висока вартість цих препаратів, зумовлена порівняно низькою антибіотичною активністю штамів-продуцентів та їх здатністю синтезувати складні суміші кінцевих продуктів, з яких лише один або два мають терапевтичну цінність, надає все більшої актальності пошуку надпродуцентів цих антибіотиків.
Спонтанні рифампіцин-резистентні (Rifr) мутанти штаму S. sioyaensis відбирали на середовищі, яке містило 0,5 мкг/мл рифампіцину. Частота виникнення Rifr-мутантів становила 10-6. Відомо, що спонтанні мутанти бактерій, стійкі до антибіотиків, виникають із частотою 10-5-10-7. Було отримано 210 спонтанних Rifr-мутантів. Мутанти S. sioyaensis поділили на групи за рівнем стійкості до рифампіцину за допомогою методу відбитків. До I групи увійшли мутанти, які були стійкими до концентрації рифампіцину 5-20 мкг/мл туди увійшло 96,2% мутантів. До II групи увійшли мутанти стійкі до 50-100 мкг/мл, їх кількість становила 3,8%. Серед Rifr-мутантів II групи було виділено мутанти Rif49S і Rif50S, які росли на середовищі із концентрацією рифампіцину 100мкг/мл [2, ст. 4]
У Streptomyces спори утворюються в два етапи:
- 1. Апікальна ділянка повітряної гіфи відділяється септою, нуклеоїд витягується. 2. Майже одночасно клітина ділиться септами на ділянки, нуклеоїд ділиться в тих же місцях, клітинна стінка стає в 2 рази товща, спори округляються і їх стінка стає в 7 разів товща за стінку гіфи.
Актиноміцети (роду Streptomyces, Streptosporangium, Micromonospora, Actinomadura) є постійними мешканцями кишечнику дощових черв'яків, термітів і багатьох інших безхребетних. Руйнуючи целюлозу і інші біополімери, вони є їх симбіонтами. У організмі людини мешкають в ротовій порожнині, в кишечнику, в дихальних шляхах, на шкірі, в зубному нальоті, в каріозних зубах, на мигдалинах. Геноми представників роду Streptomyces представлені лінійними молекулами ДНК. Хромосома Streptomyces coelicolor A3(2) є лінійною молекулою ДНК розміром 8667507 п. н., що містить 7825 гена, які кодують білки, відсоток Г+Ц пар складає 72,1 %. Геном Streptomyces avermitilis також представлений лінійною молекулою ДНК розміром 9025608 п. н., що містить 7581 гена, які кодують білки, відсоток Г+Ц пар складає 70,7 %.
Похожие статьи
-
Вступ - Характеристика та використання бактерій Nocardia mediterranea
Антибіотики - це речовини мікробного, рослинноно або тваринного походження, їх напівсинтетичні та синтетичні аналоги й похідні, що вибірково пригнічують...
-
Представники роду Nocardia як продуценти антимікробних та цитотоксичних речовин Однією з глобальних проблем сьогодення є виникнення мультирезистентних...
-
ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ Актуальність теми. Більшість відомих на сьогодні антибіотиків, які успішно використовуються в медицині, ветеринарії і...
-
Походження, географічне розповсюдження та культивування Батьківщина хризантеми точно не відома. Рослина походить з Далекого Сходу, але на даний час...
-
А) Оптимальные механические характеристики (определяющие способность материала надежно удерживать завязываемые узлы), такие как прочность, гибкость,...
-
Все смеси делятся на две группы кислые и пресные молочные смеси. Смеси могут быть адаптированными и неадаптированными В течение многих лет отечественная...
-
Ферменты, или энзимы (от лат. fermentum, греч. жэмз, ?нжхмпн -- закваска) -- обычно белковые молекулы или молекулы РНК (рибозимы) или их комплексы,...
-
Благодаря постоянному и беспорядочному броуновскому движению молекул воды [4] две идентичные по всем параметрам биомолекулы (БМ) способны не только...
-
Айстрові (Asteraceae) або складноцвіті (Compositae) -- родина рослин, найбагатша за кількістю видів серед еудікотів: включає понад 25000 видів....
-
Ферментні препарати, які отримують на основі грибних штамів-продуцентів, широко застосовуються в процесах отримання вина, плодово-ягідних соків, джемів,...
-
Фолиевая кислота - Характеристика регуляции гемопоэза
Другие названия: витамин Вс, фолацин, птероилглютаминовая кислота, фолат. Фолиевая кислота обязана своим названием листьям (folium - лист) шпината, где...
-
Гломерулонефрит, не обумовлений системним захворюванням, називається первинним гломерулонефритом; при цьому всі системні прояви (наприклад, набряк...
-
У статті висвітлюється процес становлення і розвитку гігієнічної науки в Новоросійському університеті наприкінці ХІХ - початку ХХст., формування кафедри...
-
Типы бластул - Дробление, его характеристика у разных животных. Типы бластул
Имеется 5 основных типов бластул: - Целобластула. - Бластоциста. - Амфибластула. - Дискобластула. - Перибластула. Целобластула характерна для иглокожих и...
-
Бактериологическая лаборатория поводит исследования для больных следующих стационаров и поликлиник, входящих в состав МУ ЮТМО: Подразделения Количество...
-
Анатомо-фізіологічні особливості сечовивідної системи Система сечовиділення включає в себе двi нирки, сечоводи, сечовий мiхур. Основна їх функцiя -...
-
Вселенная - это самая крупная материальная система; это весь существующий материальный мир, без граничный во времени и пространстве и бесконечно...
-
Этот раздел работы лаборатории предусматривает контроль: А. Внутрилабораторный. Б. Межлабораторный. А. Внутрилабораторный контроль: Бактериологический и...
-
Основная работа трех лет - это индивидуальный инструктаж по просьбе врачей, средних медработников поликлиник и стационаров по вопросам: Правила забора и...
-
Посев проводили по Роттераму на кровяной агар и среду Сабуро. Диагностически значимые микроорганизмы определяли по комплексу критериев: Количество в 1 мл...
-
Пауки, Общая характеристика - Пауки и скорпионы
Общая характеристика Пауки - безжалостные убийцы. Поймав жертву в шелковые сети они впрыскивают ей смертоносный яд. Почти все пауки ядовиты, но лишь...
-
В состав исследуемых 70 рыб входят особи 4-х возрастных групп: двухгодовики - 28 штук (40%), трехгодовики - 23 штуки (32,8%), четырехгодовики - 17 штук...
-
Генетико-демографическая характеристика популяций - Методы исследования популяции человека
Демографические параметры, витальные статистики и индекс Кроу и его компоненты, позволяют оценить интенсивность естественного отбора в популяции и...
-
Общая характеристика., Скелет., Мускулатура. - Особенности класса земноводные
Кожные покровы. Все земноводные имеют гладкую тонкую кожу, сравнительно легко проницаемую для жидкостей и газов. Строение кожи характерно для позвоночных...
-
Характеристика и виды биологических мембран
Биологические мембраны - это поверхностные структуры клеток, состоящие из двух молекулярных слоев, разграничивающих наружную и внутреннюю (цитоплазма)...
-
Популяции, характеристика и особенности
Объектом изучения демоэкологии, или популяционной экологии, служит популяция. Ее определяют как группу организмов одного вида (внутри которой особи могут...
-
Заболевания, относящиеся к дифференцированной дисплазии соединительной ткани, встречаются в популяции достаточно редко. Например, несовершенный...
-
ХАРАКТЕРИСТИКА ЖЕНСКОГО МОЛОКА - Вскармливание детей первого года жизни
В первые 3-4 дня после рождения ребенок получает молозиво, затем переходное молоко, на 2-3й неделе лактации грудное молоко становится зрелым и...
-
Согласно одному из распостраненных определений, гестоз представляет собой синдром полиорганной недостаточности, возникающей при беременности, в основе...
-
Характеристика биологического прогресса и регресса - Виды эволюции человека
Прогресс биологический - это эволюционное развитие систематической группы: увеличение числа входящих в нее видов, подвидов и других таксонов, расширение...
-
К двигательным качествам относятся сила, скорость (быстрота), ловкость, гибкость и выносливость. Они обусловлены ростом и развитием всего организма....
-
Характеристика липосом - Технология получения мягких лекарственных форм салициловой кислоты
Одно из быстро развивающихся направлений фармакологии - разработка систем доставки лекарственных препаратор. В настоящее время с успехов применяются...
-
Организменная среда - Основные среды жизни и их характеристики
Организм может также служить средой обитания - для паразитов и симбионтов (симбиоз - совместное, взаимовыгодное сожительство организмов). Например,...
-
Род кошки - Общая характеристика кошек
Камышовый кот КАМЫШОВЫЙ КОТ (Felis chaus), которого иногда называют еще хаус или болотная рысь, является весьма распространенным хищником. Всего...
-
Ионизационное излучение не воспринимается органами чувств, следовательно, для их обнаружения используют те эффекты, которые визируют излучение на...
-
Ионизирующее излучение объединяет в себе радиоактивные излучения ( б, в, г - лучи), жесткое рентгеновское излучение, а также поток протонов и нейтронов....
-
Заключение - Характеристика, классификация и воздействие биоритмов на самочувствие человека
Биоритм гомеостаз утомление Биологические ритмы живых организмов, в том числе и человека, проявляются во всех жизненных процессах. Без них невозможна...
-
Характеристика пептидной связи - Первичная структура белков
Пептидная связь имеет характеристику частично двойной связи, поэтому она короче, чем остальные связи пептидного остова, и вследствие этого мало подвижна....
-
Гормоны аденогипофиза (тропные гормоны) имеют пептидную природу, поступают в общий кровоток и достигают определенных тканей-мишеней. В зависимости от...
-
- создают онкотическое давление крови, от которого зависит обмен воды между кровью и межклеточной жидкостью; - определяют вязкость крови, что в свою...
Характеристика мутантів штаму Streptomyces sioyaensis - Характеристика та використання бактерій Nocardia mediterranea