Строение кишечной палочки: 1.Характеристика возбудителя эшерихиоза

Содержание

1.Характеристика возбудителя эшерихиоза

1.1. Систематическое положение возбудителя

Семейство: Enterobacteriaceae

Род: Escherichia

Вид: Escherichia coli (ЭПТКП)

1.2. Морфология

При электронной микроскопии различают цитоплазму губчатого строения, клеточную стенку, нуклеоид, жгутики.

Рис. Строение кишечной палочки.

E. coli – полиморфные палочки с закругленными концами, длиной 1-3 и шириной 0,5-0,8 мкм. Располагаются одиночно, реже парно. По Грамму красятся отрицательно, спор не образуют, отдельные серовары (О8, О9, О101) образуют капсулы, подвижные, но встречаются и неподвижные.

1.3. Культуральные свойства

E. coli факультативный анаэроб. Оптимальная температура роста 37-380 С, рН среды 7,0-7,4. Хорошо растет на обычных питательных средах – МПА, МПБ, средах Эндо и Левина, и способна размножаться даже в изотоническом растворе хлорида натрия.

На МПА через 24 часа появляются сочные, круглые, с ровными краями и гладкой поверхностью (S-форма) серо-белого цвета колонии. Форма «R» представлена сухими колониями, сплющенными, плотно прилегающими к среде с неровными краями. Размер колоний варьирует в пределах 2-10 мм.

В МПБ – интенсивное равномерное помутнение среды и наличие незначительного осадка, легко разбивающегося при встряхивании. В старых культурах образуется иногда пристеночное кольцо и очень редко пленка.

На среде Эндо E. coli образует два вида колоний: ярко-малинового цвета с металлическим блеском или без него, и светло-красные с розовым ободком, диаметром 2-3 мм.

На среде Левина колонии темно-фиолетовые или черные.

1.4. Биохимические свойства

E. coli обладает высокой ферментативной активностью – ферментирует с образованием кислоты и газа глюкозу, лактозу, манит; сахарозу и дульцит ферментирует непостоянно, не изменяет адонит и инозит, образует индол, не образует сероводород, желатин не разжижает, на среде Симмонса не растет, дает положительную реакцию с метиловым красным (среда ярко-розового цвета), отрицательную реакцию

Фогеса-Проскауэра (для постановки реакции Фогес-Проскауэра к 2,5 куб.см культуры бактерий добавляют в начале 1 куб.см 6%-ного спиртового раствора альфа-нафтола, а затем 0,4 куб.см 40%-ного водного раствора КОН, пробирку тщательно встряхивают и спустя 3-5 мин. учитывают результаты: при наличии в культуре ацетилметилкарбинола она окрашивается в розовый цвет – положительная  реакция, окраска культуры в желтый цвет свидетельствует об отрицательной   реакции, при сомнительной   реакции   культура окрашивается в светло-оранжевый цвет), мочевину не расщепляет, молоко свертывает. Она не обладает фенилаланиндезаминазой и цитохромоксидазой, являющейся окислительным ферментом. Не растет на средах с цианистым калием. Кровяные среды не гемолизирует (за исключением гемолитических штаммов, выделенных при отечной болезни поросят). Кишечная палочка не усваивает цитраты.

1.5. Антигенная структура

Дифференциация патогенных

Е. coli от непатогенных стала возможна благодаря детальному изучению антигенной структуры бактерий рода Escherihia.

У E. coli сложная антигенная структура. Клетка содержит три вида антигенов: О-соматический, К-поверхностный, капсульный, оболочечный и Н-жгутиковый. Сочетание О-, К-, Н-антигенов характеризует серологический вариант бактерий.

О-антиген представляет собой термостабильный липополисахаридно-белковый комплекс, не разрушается при нагревании до 1000 С в течение 2,5 часов. Белковый компонент его обусловливает иммуногенные свойства, липоидный – токсичность (эндотоксин), полисахаридный – серологическую специфичность.

К-антиген полисахаридной природы состоит из группы поверхностных антигенов трех видов: L, B и A. Поверхностные антигены препятствуют агглютинации бактерий соответствующей агглютинирующей О-сывороткой, поэтому при серогрупповой типизации культур эшерихий их подвергают термической обработке. L-антиген термолабильный, инактивируется при 100

0 С в течение 1 часа. Культуры, содержащие этот антиген, более токсичны для мышей, обладают некротизирующими свойствами, часто вызывают гемолиз эритроцитов. Колонии этих культур непрозрачны. В-антиген термолабильный, инактивируется также при 1000 С в течение 1 часа. А-антиген капсульный, полисахаридной природы, термостабильный, разрушается при 1200 С в течение 2,5 часов. Обнаружен у некоторых серологических групп: О8, О9, О101 и др. Культуры с А-антигеном непрозрачные, слизистые, устойчивы к фагоцитозу и бактериолизу.

Н-антиген, или жгутиковый, имеет белковую природу, характеризуется антигенной активностью. Обнаружен у подвижных штаммов эшерихий.

Эшерихии также имеют поверхностные структуры, названные фимбриями, или ворсинками-пили. Ворсинки-пили являются факторами колонизации бактерий в тонком кишечнике, то есть за счет ворсинок-пили происходит адгезия (прикрепление) бактерий к клеткам слизистой кишечника с последующим размножением в них и развитием воспалительного процесса с наличием диарей. После проникновения и закрепления клеток E. coli в организме животного, вторая основная задача возбудителя состоит в том, чтобы удержаться в нем, поскольку в отношении бактерий активизируются собственные клеточные и гуморальные механизмы защиты хозяина. Наличие у эшерихий О- и К- антигенов препятствует поглощению бактерий макрофагами, а поглотившимся – способствуют переживанию или даже размножению в них.

Антигенное строение эшерихии принято выражать формулой, за буквенным обозначением каждого антигена идут цифры, отделяемые двоеточием, например, О55:К59 (В):Н6; О111:В5:Н10. Известно около 170 серогрупп эшерихий, различающихся по О-антигену, 100 различных вариантов К-антигенов и около 60 типов Н-антигенов.

Основу антигенно-диагностической схемы эшерихий составляет разделение их на серологические группы по О-антигенам. Биопромышленность для ветеринарных целей выпускает агглютинирующие О-колисыворотки для определения серогрупповой принадлежности.

Ученые «просветили» кишечную палочку – Индикатор

Российские ученые в рамках международного сотрудничества впервые применили метод, позволяющий совмещать визуальные микроскопические наблюдения и регистрацию фотоэмиссионного спектра. Анализ последнего в перспективе поможет построить карту физико-химического состояния поверхности клеток. Исследователи показали это на примере кишечной палочки Escherichia coli, которая является перспективным материалом для развития природоподобных технологий. Исследование поддержано грантом Российского научного фонда. Статья опубликована в журнале Results in Physics.

Изучение природоподобных объектов — активно развивающееся направление науки, использующее биологические материалы. Это, например, технологии получения наноразмерных конструкций на основе ДНК, белковых капсул и конъюгатов, нуклеопротеидных комплексов. Однако для создания подобных объектов необходимо понимание того, как функционирует биологическая система в целом. Также не обойтись без методик тонкого управления составом и структурой этих конструкций.

Одним из наиболее удобных объектов для разработки такого рода технологий являются клетки кишечной палочки E. coli — бактерии, которую легко выращивать в лабораторных условиях. Она синтезирует ферритин-подобные белки Dps, способные накапливать внутри своей глобулы соединения железа фиксированной формы и размером не более пяти нанометров. Для выделения таких молекул можно использовать достаточно длительный и относительно затратный способ, предполагающий несколько видов фракционирования. Однако сами клетки E. coli могут выступать в роли конвейера, своего рода «фабрики» для контролируемого производства, формирования, транспортировки и распределения таких белков, содержащих неорганическое ядро. Тем не менее, открытыми остаются вопросы физико-химического состояния соединений железа, их локального атомного и электронного строения в составе бактериальных клеток в целом и на их поверхности. На данный момент не существует универсальных, точных и химически чувствительных методов исследования микрочастиц на поверхности биологических объектов. Ученые из Воронежского государственного университета совместно с коллегами, в том числе из Балтийского федерального университета имени И. Канта, впервые применили для решения этой задачи высокоразрешающий комплексный метод фотоэмиссионной электронной микроскопии Photo Emission Electron Microscopy (PEEM). Это позволило визуально наблюдать отдельные клетки E. сoli.

«Использование комплекса высокоразрешающих методов рентгеновской фотоэлектронной спектроскопии и растровой электронной микроскопии показало эффективность предложенного подхода. Можно надеяться на то, что РЕЕМ будет применяться для биоимиджинга клеточных объектов с интегрированными неорганическими наночастицами. Это позволит сформировать “карты” неорганических включений клеточной поверхности, то есть получить информацию о том, какие атомы и в каком состоянии локализованы на мембране бактериальной клетки», — отмечает руководитель проекта, доктор физико-математических наук, доцент Сергей Турищев. Метод рентгеновской фотоэлектронной спектроскопии применялся с использованием синхротронного излучения уникальной установки класса «мегасайенс» мирового уровня НИЦ «Курчатовский институт».

«Наши дальнейшие планы состоят, в первую очередь, в попытке увеличения разрешающей способности данного подхода, чтобы иметь перспективу получать максимально детальные данные о поверхности одиночных клеток или отдельных ее участков. Кроме того, хотелось бы рассмотреть возможность применения этого метода не только для бактериальных клеток, обладающих достаточно прочной мембраной, но и для более “нежных” эукариотических», — прокомментировал Сергей Антипов, доктор биологических наук, руководитель научной группы «Молекулярная биофизика и бионанотехнологии» Института живых систем Балтийского федерального университета имени И. Канта.

Исследование проводилось учеными Воронежского государственного университета совместно с коллегами из Берлинского центра материалов и энергии имени Гельмгольца (Берлин, Германия), Института фотонных технологий Лейбница (Йена, Германия), Национального исследовательского центра «Курчатовский институт» (Москва), Института биофизики клетки РАН (Пущино) и Балтийского федерального университета имени И. Канта (Калининград).

Увеличение расстояния между мембранами сделало бактерии уязвимыми для антибиотиков

Бактерия кишечной палочки

NIAID / Flickr

Увеличение расстояния между внутренней и внешней мембранами бактериальной клетки делает бактерии ухудшают передачу сигнала об опасности, делая их более уязвимыми для воздействия антибиотиков, пишут ученые из Бельгии, Великобритании и США в работе, опубликованной в журнале PLOS One.

Еще в 1960-х годах ученые описали многослойную архитектуру грамотрицательных бактерий, у которых, помимо внутренней мембраны, есть внешняя мембрана. Между ними находится периплазматическое пространство, в котором содержится пептидогликан — вещество, молекулы которого образуют каркас бактериальной клетки, поддерживают ее форму и защищает от разрушения. Многие антибиотики препятствуют синтезу пептидогликана или нарушают связи между его цепями, из-за чего разрушаются стенки клетки, и бактерии гибнут. Однако бактерии вырабатывают иммунитет к этим препаратам, и, хотя строение этих клеток изучено достаточно подробно, остается неясным как именно «работает» архитектура мембраны.

Абир Асмар (Abir Asmar) из Лувенского католического университета в Брюсселе и его коллеги из США и Великобритании решили ответить на этот вопрос, и провели исследование липопротеина Брауна (lpp). Это самый распространенный белок кишечной палочки (Escherichia coli), он ковалентно связан с внешней мембраной и с пептидогликаном и является важным компонентом, обеспечивающим стабильность оболочки.

В энтеробактериях, к семейству которых принадлежит кишечная палочка, целостность внешней мембраны и пептидогликана контролирует система регулирования синтеза капсул (Rcs). Эта система представляет собой сложную систему передачу сигналов между, по меньшей мере, шестью компонентами. Один из них, липопротеин RcsF, расположен во внешней оболочке клетки, и именно он распознает действие антибактериальных химических препаратов, и передает сигнал о тревоге дальше по Rcs.

Ученые предположили, что изменяя длину липопротеина Брауна, они смогут повлиять на расстояние между мембранами, и, таким образом, на работу Rcs. Для исследования они использовали бактерии кишечной палочки, у которых изменяли длину lpp и длину RcsF, меняя геном бактерий. Затем подопытные клетки подвергали действию двух веществ, используя мециллинам (бета-лактамный антибиотик) и соединение A22, которое ингибирует актиноподобный белок MreB. Показателем, который характеризует эффективность работы Rcs по передаче сигнала, был уровень активации гена PrprA-lacZ, которые рассчитывали относительно базального уровня в штамме бактерии дикого типа (без мутаций).

Увеличение длины Lpp ухудшает работу системы регулирования синтеза капсул (Rcs) во время стресса (график слева). Этому эффекту противодействует удлиннение чувствительного к стрессу RcsF (графики справа, удлиненный RcsF обозначен как RcsF +7). Красные и синие столбики означают результаты после воздействия химическими веществами (A22 и мециллинам), черным цветом указаны результаты без воздействия.Отношение индукции PrprA-lacZ (по оси Y) было рассчитано относительно базального уровня в бактерии дикого типа.

Abir Asmar et al., PLOS One, 2017

Два штамма кишечной палочки с удлиненным липопротеином Брауна (lpp+14 и lpp+21) продемонстрировали значительное ухудшение уровня активации гена после воздействия А22 и мециллинама (P

Таким образом, даже небольшое увеличение размера периплазмы — пространства между внешней и внутренней мембранами — нарушило линию связи между мембранами, эффективно отключая внешнюю часть оболочки от цитоплазмы, где контролируется клеточное поведение. Авторы считают, что дальнейшее исследование чувствительности системы защиты от расстояния между мембранами может помочь сделать существующие антибиотики более эффективными.

Анна Зинина

Обнаружение антибиотикорезистентных штаммов кишечной палочки (E.coli) в пробах почвы лесопарков Кусково и Кузьминки

Актуальность

В последнее время увеличилась доля антибиотикорезистентных штаммов различных микроорганизмов, которые находят не только в организме человека, но и в различных объектах окружающей среды. В первую очередь, это связано с бесконтрольным применением антибиотиков, встречающихся в медицине и в ветеринарии. В настоящее время отмечается рост количества антибиотикорезистентных штаммов микроорганизмов даже среди непатогенных бактерий, входящих в состав нормальной микробиоты организма человека.

Обнаружение резистентных к антибиотикам микроорганизмов в объектах окружающей среды является показателем их антропогенного загрязнения. Показателем свежего органического загрязнения почвы является наличие и количество живых бактерий группы кишечной палочки Eschericha coli. Наличие большого количества кишечной палочки в почве указывает на свежее фекальное загрязнение и, соответственно, на её неблагополучие по биологическому загрязнению.

Исследование антибиотикорезистентности выделенной из почвы кишечной палочки позволяет узнать её происхождение и предположить степень биологической безопасности людей, находящихся на территории изучаемых объектов.

Цель

Определить степень биологической безопасности почв лесопарков Кусково и Кузьминки путём изучения коли-титра и антибиотикорезистентности выделенных культур бактерий группы кишечной палочки.

Задачи

  1. Провести отбор почв из разных участков лесопарковых зон Кусково и Кузьминки.
  2. Определить количество кишечной палочки в отобранном материале и коли-титр почвы.
  3. Изучить чувствительность выделенной культуры к различным антибактериальным препаратам и определить её происхождение.

Оснащение и оборудование, использованное при создании работы

  • Пробы почв
  • Питательные среды
  • Сухожаровой шкаф
  • Пипетки

Описание

Отбор проб почвы проводили в двух лесопарках города Москвы – «Кусково» и «Кузьминки», расположенных в Юго-Восточном административном округе города.

Для индикации, выделения культур кишечной палочки и определения коли-индекса отобранных проб почвы производили посев суспензии почвы на стерильной воде в концентрации 1:100 на дифференциально-диагностическую среду Эндо. Посевы культивировали при температуре 37 oС в течение 24 – 48 часов в аэробных условиях.

При подсчёте выросших на среде колониеобразующих единиц учитывали только те колонии, которые были окрашены в ярко-малиновый цвет, – лактозоположительные. Рассчитывали коли-индекс, сравнивали результат с показателями нормы.

Изучение антибиотикорезистентности выделенных культур проводили методом стандартных дисков. Применяли 6 препаратов (левомецитин, ванкомицин, фуразолидон, гентамицин, амоксициллин, цефтриаксон). Посевы культивировали при температуре 37 oС 24 часа в аэробных условиях. Учитывали наличие стерильных зон вокруг дисков с антибиотиками, измеряли их диаметр и интерпретировали полученный результат по размеру зон задержки роста бактерий. При оценке зоны задержки роста измеряли её диаметр, включая диск, и учитывали только те результаты, при которых в зоне задержки роста не было ни одной колонии микроорганизмов.

Результаты работы/выводы

1. Отобранные пробы в 100% случаев содержали бактерии группы кишечной палочки.

2. При количественном исследовании показателей обсеменения кишечной палочкой все образцы оказались сильнозагрязнёнными.

3. Были обнаружены антибиотикорезистентные бактерии, при этом устойчивые к современным антибиотикам (гентамицин и цефтриаксон).

Количество резистентных к антимикробным препаратам культур кишечной палочки, %

 

4. Санитарно-микробиологическое состояние почв в лесопарках Кусково и Кузьминки по показателям свежего фекального загрязнения является неблагополучным.

Перспективы использования результатов работы

Разработка и внесение рекомендаций в методические указания по санитарно-микробиологической оценке почв.

Сотрудничество с вузом/учреждением при создании работы

Кафедра микробиологии Московской государственной академии ветеринарной медицины и биотехнологии имени им. К. И. Скрябина

Награды/достижения

  1. Московский городской конкурс исследовательских и проектных работ обучающихся – победитель.
  2. Всероссийский конкурс юных исследователей окружающей среды – 2-е место.
  3. XVI Курчатовская междисциплинарная молодёжная научная школа – призёр.
  4. Открытая городская научно-практическая конференция «Курчатовский проект – от знаний к практике, от практики к результату» – призёр.

Мнение автора

«Курчатовская конференция помогла понять и принять во внимание то, что стоит проработать, а также стала стартом для новых идей»

ЗАНЯТИЕ 3. ТЕМА. Кишечная палочка. E.coli — Студопедия

ТЕМА. Кишечная палочка. E.coli. Возбудитель эшерихиозов. Морфология, биология, культуральные, биохимические и антигенные свойства кишечной палочки. Эшерихиозы. Бактериологическая диагностика эшерихиозов. Профилактика эшерихиозов. Дисбиоз

Методические указания к самостоятельной работе

1. Вопросы по теме занятия 3 для самостоятельного изучения их студентами:

1. Какие микроорганизмы являются представителями нормальной кишечной микрофлоры?

2. Какое значение имеет кишечная микрофлора для организма человека?

3. В каких случаях возникает дисбиоз?

4. Какие препараты применяют для восстановления нормальной микрофлоры кишечника?

5. Почему кишечную палочку считают санитарно-показательным микроорганизмом при загрязнении внешней среды?

6. Что такое титр, индекс?

7. Каково антигенное строение кишечной палочки?

8. Как выделяют чистую культуру кишечной палочки?

9. Какой антиген (О или К) определяют в реакции агглютинации с живой культурой?

10.По какому антигену окончательно судят о принадлежности бактерий к патогенному серовару?

11.На какие категории, и по каким признакам подразделяются диареегенные кишечные палочки?

12.Какими факторами патогенности обладают энтеротоксигенные кишечные палочки?

13.Чем обусловлена патогенность энтеропатогенных кишечных палочек?

14.Чем обусловлена патогенность энтероинвазивных кишечных па-лочек?

15.Чем объясняется некоторое антигенное и патогенное сходство энтероинвазивных кишечных палочек и шигелл?

16.С чем связана патогенность энтерогеморрагических кишечных палочек?

17.Каков механизм действия термостабильных и термолабильных энтеротоксинов кишечных палочек?

18.Каковы основные способы заражения диареегенными кишечными палочками?

19.Какие категории диареегенных кишечных палочек чаще всего вызывают внутрибольничные вспышки?

20.Можно ли отличить колонии диареегенных кишечных палочек от колоний непатогенных кишечных палочек на дифференциально-диагностических средах?

2. Дома студенту необходимо письменно ответить на следую-щие вопросы(домашняя работа сдается преподавателю на занятии):

1. Семейство, род, вид, к которым относятся возбудители эшерихиозов

2. Антигены кишечной палочки и их значение

3. Группы кишечных палочек внутри вида по патогенности

4. Инфекции, которые могут вызвать эндогенные кишечные палочки (эндогенные эшерихиозы)

5. Категории эшерихий, вызывающие экзогенные инфекции

6. Цель прогревания чистой культуры кишечной палочки в процессе идентификации

ТЕМА. Кишечная палочка. E.coli. Возбудитель эшерихиозов. Морфология, биология, культуральные, биохимические и антигенные свойства кишечной палочки. Эшерихиозы. Бактериологическая диагностика эшерихиозов. Профилактика эшерихиозов. Дисбиоз


Методические указания к самостоятельной работе

1. Вопросы по теме занятия 3 для самостоятельного изучения их студентами:

1. Какие микроорганизмы являются представителями нормальной кишечной микрофлоры?

2. Какое значение имеет кишечная микрофлора для организма человека?

3. В каких случаях возникает дисбиоз?

4. Какие препараты применяют для восстановления нормальной микрофлоры кишечника?

5. Почему кишечную палочку считают санитарно-показательным микроорганизмом при загрязнении внешней среды?

6. Что такое титр, индекс?

7. Каково антигенное строение кишечной палочки?

8. Как выделяют чистую культуру кишечной палочки?

9. Какой антиген (О или К) определяют в реакции агглютинации с живой культурой?

10.По какому антигену окончательно судят о принадлежности бактерий к патогенному серовару?

11.На какие категории, и по каким признакам подразделяются диареегенные кишечные палочки?

12.Какими факторами патогенности обладают энтеротоксигенные кишечные палочки?

13.Чем обусловлена патогенность энтеропатогенных кишечных палочек?

14.Чем обусловлена патогенность энтероинвазивных кишечных па-лочек?

15.Чем объясняется некоторое антигенное и патогенное сходство энтероинвазивных кишечных палочек и шигелл?

16.С чем связана патогенность энтерогеморрагических кишечных палочек?

17.Каков механизм действия термостабильных и термолабильных энтеротоксинов кишечных палочек?

18.Каковы основные способы заражения диареегенными кишечными палочками?


19.Какие категории диареегенных кишечных палочек чаще всего вызывают внутрибольничные вспышки?

20.Можно ли отличить колонии диареегенных кишечных палочек от колоний непатогенных кишечных палочек на дифференциально-диагностических средах?

2. Дома студенту необходимо письменно ответить на следую-щие вопросы(домашняя работа сдается преподавателю на занятии):

1. Семейство, род, вид, к которым относятся возбудители эшерихиозов

2. Антигены кишечной палочки и их значение

3. Группы кишечных палочек внутри вида по патогенности

4. Инфекции, которые могут вызвать эндогенные кишечные палочки (эндогенные эшерихиозы)

5. Категории эшерихий, вызывающие экзогенные инфекции

6. Цель прогревания чистой культуры кишечной палочки в процессе идентификации

Кишечная палочка бактериофаг – Справочник химика 21

    Так как техника обнаружения ряда бактериофагов, например дизентерийных и брюшно-тифозных, более проста и надежна, чем методика выделения соответствующих бактерий, то использование бактериофага в качестве санитарно-показательного микроорганизма имеет большие перспективы. Особенно целесообразным представляется использование бактериофагов как показателей фекального загрязнения воды в тех случаях, когда имеется опасность передачи через воду вирусных инфекций. Вирусы-возбудители полиомиелита, эпидемического гепатита и некоторых других заболеваний, передающихся через воду, выживают в воде и почве дольше, чем кишечная палочка. Поэтому, когда появляется опасность возникновения подобных вирусных эпидемий, бактериофаги, которые по своей устойчивости более близки к вирусам, могут быть использованы как санитарно-показательные микроорганизмы, имеющие преимущество перед кишечной палочкой. [c.170]
    Под влиянием серебра происходит изменение культуральных биохимических свойств кишечной палочки [121]. Даже самая высокая доза серебра не вызывает гибели бактериофага [111]. В то же время серебро оказывает сильное влияние на вирусы. По данным [109], I мг/л серебра вызывает полную инактивацию различных типов вируса гриппа за 30 с. [c.327]

    Например, основной показатель фекального загрязнения почвы, пищевых продуктов, рук, спецодежды персонала, воды, лабораторной посуды, предметов обихода, лекарственных средств — бактерии группы кишечной палочки (БГКП) или колиформные бактерии. Воздух оценивают по содержанию стафилококков и стрептококков, попадающих в него вместе с другими микробами из дыхательных путей и полости рта человека. К СПМ относят также эшерихии, клостридии, энтерококки, колифаги (бактериофаги). В ходе оценки состояния объекта определяют индекс — количество СПМ в единице объема (1 литр, 1 г или 1 кубометр) материала или титр — наименьший объем (в мл), или весовое количество (в г) материала, в котором еще обнаруживаются санитарнопоказательные микробы. [c.416]

    Бактериофаг строго специфичен, т. е. каждый вид бактерий может уничтожаться только своим определенным бактериофагом. Так, бактериофаг, живущий за счет кишечной палочки,, или колифаг, может растворять только кишечную палочку, но он никогда не нападает на возбудителя дизентерии, тифа и на другие, хотя бы и родственные кишечной палочке, виды. [c.35]

    Бактериофаги не строго специфичны. Так, дизентерийный бактериофаг, конечно, лучше всего развивается в присутствии дизентерийной палочки, однако в отсутствие ее он может расти и на родственных ей видах, напри.чер на кишечной палочке. [c.82]

    Генная инженерия — научно обоснованное, направленное использование явления трансдукции с целью приобретения живым организмом нового признака. Первые сведения об этом явлении, аналогичном бактериальным трансформациям, были получены при изучении бактериофагов. Известна мутагенная форма кишечной палочки, не способная синтезировать тимин. Если такой штамм заразить бактериофагом Т2, то кишечная палочка уже может синтезировать тимин. Неспособность кишечной палочки синтезировать тимин связана с отсутствием у нее необходимого ддя этой цели фермента. Поскольку при заражении бактериальной клетки бактериофагом в нее проникает только фаговая ДНК, а не белок, то фаговая ДНК, осуществляя процесс трансдукции, наделяет бактериальную клетку механизмом, который и обеспечивает синтез необходимого для образования тимина фермента. [c.44]


    Трансдукция — явление, аналогичное бактериальным трансформациям. Например, при заражении бактериофагом Т2 мутантной формы кишечной палочки, не способной синтезировать тимин, клетки последней приобретают свойство образовывать фермент, ранее в ней отсутствовавший и необходимый для синтеза тимина. Но ведь при заражении бактериальной клетки в нее проникает только фаговая ДНК, а не белок. Значит, только фаговая ДНК влияет на трансдукцию, наделяющую бактериальную клетку указанным свойством. Однако для бактериофага такая трансдукция характерна лишь тогда, когда он до заражения инкубировался с культурой, способной к такому синтезу. Следовательно, этот процесс аналогичен передаче признаков путем трансформации. [c.83]

    Яркий пример трансдукции описан Меррилом для фибробластов человека с врожденной галактоземией. Такие фибробласты не содержат фермента галактозо-1-фосфат—уридилилтрансферазы, необходимого для превращения галактозы в глюкозу. Кишечная палочка этот фермент содержит. Если фибробласты обработать бактериофагом Я, ранее кулвтивированным на кишечной палочке, содержащей ген нужного фермента, они приобретают способность синтезировать отсутствовавший у них фермент. Последнее свидетельствует о том, что Соответствующий участок ДНК из кишечной палочки был перенесен бактериофагом в фибробласты, где и был вмонтирован в них геном. Приобретенная таким образом способность синтезировать нужный фермент передается затем всем поколениям новых фибробластов. В этой связи генную инженерию можно назвать генной терапией. Генная инженерия открывает сегодня весьма широкие перспективы в области молекулярной генетики, селекции, биологии, медицины, сельского хозяйства и других областях знаний. [c.44]

    До настоящего времени степень очистки и обеззараживания питьевой воды и бытовых стоков характеризовалась показателем общей микробной обсемененности, содержанием кишечной палочки и другими тестами. Установлено [12], что сроки выживания энтеровирусов и бактериофагов во внешней среде гораздо более длительны, чем кишечной палочки. Среди микроорганизмов, показателей фекального загрязнения воды, наиболее устойчивыми к действию хлора оказались энтерококки [52]. [c.67]

    Кишечная палочка Зобная железа Бактериофаг Т2 [c.249]

    Коли-бактериофаг — смесь бактериофагов, активных в отношении наиболее распространенных серологических групп.кишечной палочки. Применяется для лечения и профилактики коли-энтеритов. [c.582]

    Представление о том, что носителем генетич. информации является ДНК, возникло еще в 1944. Было известно также, что ген представляет собой отрезок ДНК, кодирующий определенный белок, и что передача наследств. ин(]юр-мации между поколениями происходит посредством удвоения молекул ДНК. Но любым манипуляциям препятствовала огромная молекулярная масса ДНК, составляющая миллионы и миллиарды иа клетку, и невозможность получать химически однородные небольшие ее фрагменты. Положение изменилось, когда удалось обнаружить и выделить два рода ферментов 1) рестриктирующие эндонуклеазы (рестриктазы)-они рассекают молекулы ДНК в пределах строго определенных нуклеотидных последовательностей их описано ок. 400, наиб, употребительны рестриктазы E o RI, Hind III, Bam HI, Pst I, Sal I и др. 2) ДНК-лигазы (прежде всего фермент кишечной палочки, индуцируемый бактериофагом Т4), к-рые сшивают двухцепочечные фрагменты ДНК, восстанавливая межнуклеотндные связи в местак единичных разрывов. С помощью этих ферментов получают удобные для генетич. операций фрагменты ДНК и соединяют их в единое целое. Для такого объединения безразлично происхождение ДНК (химически у всех существ она одинакова), между тем в природе объединению генетич. информации неродственных существ препятствуют разл. межвидовые барьеры. [c.518]

    В настоящее время общепризнанным является тот факт, что передача наследственной информации в живых организмах осуществляется молекулами ДНК. В главе 8 отмечалось, что на рубеже XIX—XX вв. процессы передачи наследственной информации в живом мире ассоциировались с белками, что затормозило рещение общебиологической проблемы наследственности. В 40 —50-е годы XX в. появилось много экспериментальных указаний на то, что передачу признаков по наследству в живых организмах осуществляют именно молекулы ДНК. Самым наглядным доказательством этого явилось изучение молекулярных аспектов размножения вирусов, паразитирующих на бактериях, — бактериофагов. Примером тому может служить бактериофаг Т4, относящийся к семейству Т-четных бактериофагов и размножающийся в клетках кишечной палочки Е. oli. Бактериофаг Т4 состоит из молекулы ДНК и белковой оболочки с довольно сложной морфологией (рис. 11.1). Фаг имеет головку икосаэд-рической формы, в которой достаточно плотно упакована одна молекула ДНК, и полый цилиндрический хвост, от конца которого отходят шесть тонких нитей. Хвост имеет двойные стенки, т. е. представляет собой полую трубку. [c.341]

    Значительная часть патогенных возбудителей удаляется при обработке-воды коагулянтами. Джилкриз и Келли [155] установили, что при экспериментальном заражении речной воды коагуляция сернокислым алюминием-удаляет вирусы на 40%, кишечную палочку — на 85%, а бактериофаги кишечной палочки — на 90%. Чанг с сотрудниками [156, 157] отмечает, что прибавка к воде сульфата алюминия удаляет вирус Коксаки на 98,6%. Обнаружено, что процессы обеззараживания протекают параллельно с осветлением воды. При этом реагенты не инактивируют микроорганизмы, а лишь-увлекают их в осадок. [c.349]

    Исследование вирусной суспензии. Ни один из обнаруженных вирусов не может быть использован как имитатор всех типов вирусов [13, 14]. Однако бактериофаг Е. oli Т объединяет многие типы вирусов, найденные в бытовых сточных водах, и его довольно легко определить (Т — является двадцатигранным фагом размером приблизительно 500—100 нм). Поэтому с ним и проводили эксперименты. Связь вирусов с кишечной палочкой зависит от типа и концентрации катионов в растворе. [c.80]


    Вирусы бактерий (фаги), или бактериофаги, широко распространены в окружающей среде — водоемах, почве. Фаги кишечных бактерий — кишечной палочки, шигелл, сальмонелл — могут быть выделены из сточных вод и испражнений. Стафилофаги обнаруживаются в слизи из носоглотки, на коже и в раневом отделяемом, фаги клостридий анаэробной раневой инфекции —в раневом отделяемом, почве. Наличие фага в среде указывает на присутствие чувствительных к нему бактерий. [c.63]

    Термофильные микроорганизмы и бактериофаги. Кроме кишечной палочки, энтерококка и Вас. perfringens, к санитарнопоказательным микроорганизмам относятся термофильные микробы и бактериофаги. [c.169]

    Потом наступила очередь второго. Когда кишечная палочка заражается бактериофагом Т7, то сначала часть генов фаговой ДНК считывается хозяйской РНК-полимеразой. Но потом появляется совсем другая, фаговая РНК-полимераза, которая начинает считывать остальные, так называемые поздние , гены фаговой ДНК. Так в зараженной клетке происходит процесс перехода власти от законного хозяина, ДНК Е. oli, к вторгшемуся паразиту — фаговой ДНК. Заметим, между прочим, что факт переключения синтеза молекул РНК с ранних на поздние при фаговой инфекции был открыт нашим соотечественником Р. Б. Хесиным и его сотрудниками на рубеже 50-х и 60-х годов. [c.51]

    ДНК> модель разматывающегося рулона — система представлений, предложенная для объяснения репликации ковалентно замкнутых кольцевых ДНК. Модель разматывающегося рулона возникла благодаря открытию (+)-цепей ДНК. превосходящих по длине зрелый вирусный геном, (—)-цепеЙ в виде ковалентно замкнутых одноцепочечных колец, а также длинных (- -)-цепей с З -гидроксильным концом, лежащим на матричном кольце, и свободным 5 -гидроксильным концом, выходящим В раствор. Эта модель довольно удачно объясняет строение реплицирующёйся ДНК некоторых бактериофагов (ФХ174, Т4 к) и кишечной палочки, состоящей из двух ковалентно замкнутых кольцевых цепей. В этой структуре (+)-цепь в определенной точке разрывается эндонуклеазой. При этом освобождаются З -гидрокснльная и -фосфатная группы. 5 -Фосфатная группа прикрепляется к какому-то участку мембраны, а цепь начинает наращиваться с З -гидроксильного конца, достраиваясь на матрице (—)-цепи, которая при этом продолжает оставаться замкнутой. В таком виде она представляется бесконечной матрицей в виде кольца. [c.52]

    Эффективность удаления микроорганизмов из воды при коагуляции была предметом многочисленных исследовании. Установлено [84], что ири экспериментальном заражении речной воды коагуляция с помощью квасцов удаляет вирусы на 40%, кишечную палочку на 85%, а бактериофаги кишечной палочки — на 90%. Добавлением к воде 25 мг л сернокислого алюминия вирус Коксаки удаляется на 98,6%. Если эта доза сернокислого алюминия используется в двухэтапном процессе коагуляции, то при этом вода освобождается от вируса иа 99,9%, от кишечной палочки на 99,99% [75]. Этими исследованиями обнаружено, что процессы обеззараживания протекают параллельно с осветлением воды. При этом реагенты не инактивируют микроорганизмы, а лишь увлекают их в осадок. Эти наблюдения в известной мере проливают свет на механизм действия коагулянтов и других материалов, использующихся для очистки и обеззараживания воды. Все же механизм удаления вирусов недостаточно изучен. Известно [100], что энтеровирусы можно концентрировать на гидроокиси алюминия. Приведенные данные позволяют предполагать участие [c.88]

    Что мы можем ожидать от опытов, которые будут проведены в молекулярной биологии Что принесет нам эта новая, пограничная между биохимией и биологией область науки, которая экспериментирует на границе с жизнью, рассматривая биологические явления как бы через молекулярные очки А если однажды окажется возможным полностью, по определенному плану строения , синтезировать вещество наследственности — ДНК — и создать у потомства вполне определенные свойства Если можно будет даже синтезировать нечто вроде пресловутого гомункулуса в реторте , но в современной и гораздо более скромной форме — например, в виде некой простой бактерии И будет ли это простейшее искусственное живое существо, показывающее только важнейшие признаки жизни — обмен вещества и энергии, рост и размножение, —полезным или вредным для человека Что предпримет при этом общество Будет ли это живое существо особенно опасным возбудителем болезни или безвредной бактерией типа Es heri hia oli — кишечной палочки, этого домашнего животного молекулярной биологии, которое поставляет необходимые для экспериментов ферменты и служит пищей для бурно размножающихся вирусов и бактериофагов  [c.164]

    Наиболее подходящим объектом для изучения генетических свойств ДНК считаются бактерии (кишечная палочка Е. oli) и бактериальные вирусы, или бактериофаги (бактериофаг Т2), что в первую очередь обусловлено их быстрым воспроизведением. Так, от одной бактериальной клейки в течение сравнительно короткою времени можно получить колонию, содержащую 10 — 10 дочерних клеток. Безусловно, имеет значение также простота биологической организации бактерий и вирусов, причем строение вирусов несравнимо более примитивно. Вирусы не являются клетками, так как не имеют ядра и протоплазмы и в сущности представляют собой молекулярные комплексы белка и нуклеиновых кислот. При этом фаги содержат ДНК, в то время как другие вирусы — РНК (например, вирус табачной мозаики) В отличие от бактерий и более сложных организмов вирусы не способны к жизни вне клетки размножаясь только внутри клеток, они являются их паразитами. [c.473]

    Линейное расположение генов в группах сцепления послужило еще одним аргументом в пользу хромосомной теории наследственности. Хромосомы — тоже линейные структуры. В настоящее время карты групп сцепления построены для многих генетических объектов насекомых (несколько видов дрозофилы, комнатная муха, комар, шелкопряд, таракан и др.) млекопитающих (человек, мышь, крыса, кролик) птиц (курица), многих растений (кукуруза, пшеница, ячмень, рис, томаты, горох, хлопчатник и др.), а также для микроорганизмов грибов (дрожжи, аспергилл, нейроспора и др.), водорослей (хламидомонада), бактерий (кишечная палочка, сальмонелла и др.), для многих вирусов эукариот и бактериофагов. [c.108]

    Вирусологическими, бактериологическими и санитарно-химическими исследованиями процесса очистки бытовых сточных вод на лабораторных моделях сооружений подземной фильтрации и в естественных условиях ими установлено, что бытовые стоки хорошо освобождаются от вирусов. В качестве тест-организмов использовались вирусы Коксаки А5, А14 и бактериофаг кишечной палочки № 163. Хотя после искусственного инфицирования сточная жидкость содержала Ю ИДбо вируса мл, в 0,1— 1,0 жл фильтрата сточной жидкости, полученного после сооружений, обнаружить вирусы не всегда удавалось. Поэтому исследователи для концентрирования вирусов использовали ионообменники, в частности ЭДЭ-10П. Однако выделить вирусы из фильтрата позже 20 дня со времени внесения не удавалось. В то же время случаи выделения в упомянутый срок составляли не более сотых долей процента (0,042% и близкие к этому цифры). [c.83]

    Бактериофаг попадает в молоко из закваски (лизогенные штам-i), с оборудования, из воздуха. Активность его усиливается при регулярной мойке оборудования, перемешивании молока и сыво-гки. Распространению его способствует разбрызгивание сыворот-F Развитие бактериофага при производстве творога приводит к /1едлению процесса сквашивания и активному размножению ио-зронней микрофлоры (термоустойчивые молочнокислые палочки, терии группы кишечной палочки). В результате молочнокислый [)цесс протекает за счет посторонней микрофлоры, а готовый про IT получается кислый, с пороками вкуса. [c.247]

    Размножение бактериофагов. Второе прямое доказательство роли ДНК в наследственности было получено при изучении размножения бактериофага Т2, инфицирующего кишечную палочку — Es heri hia oli. Строение близкого к нему бактериофага Т4 схематически представлено на рис. 6.2. Бактериофаги — это вирусы бактерий. Частица бактериофага заражает клетку Е. соИ. Внутри клетки образуются новые частицы бактериофага. Через 20 мин при 37 °С клетка лизируется и около 100 дочерних частиц выходят [c.117]

    Наиболее подробно данное явление изучено для бактериофага лямбда (Я). Природным хозяином фага Я является кишечная палочка Es heri hia oli К12. Фаг, выросший на этом штамме, обозначают Я К. Другим хозяином фага Я может быть штамм Е. соН С. Фаговое потомство, полученное на этой бактериальной культуре, обозначается Я – С. В 1953 г. Г. Бертани и Дж. Уэйга обнаружили, что фаг Я С размножается в клетках Е. соИ К12 с очень низкой эффективностью, в то время как на Е. соН С — хорошо. [c.13]

    Посколысу хромосомы содержат белок и ДНК, возник вопрос, какое из этих веш еств участвует в передаче наследственных признаков. В 40-50-е годы XX в. появилось много экспериментальных указаний на то, что передача наследственной информации осуществляется молекулами ДНК. Одним из наглядных доказательств этого послужило изучение размножения бактериофагов — вирусов, паразитирующих на бактериях. Бактериофаг Т4, размножающийся в клетках кишечной палочки, состоит из ДНК и белковой оболочки с довольно сложной морфологией (рис. 4.2). Фаг имеет головку икосаэдрической формы, в которой тесно упакована одна молекула ДНК, и полый цилиндрический хвост, от конца которого отходят шесть тонких нитей. Хвост имеет двойные стенки и представляет собой как бы трубку, вставленную в трубку большего диаметра. [c.118]

    Установлено, что фаги, не свойственные почве, но попадающие туда с различного рода отбросами бактерий, появляются в почвенном слое лишь после его загрязнения. Так, например, бактериофаг кишечной, тифозной, дизентерийной палочек и других патогенньп бактерий в чистой почве отсутствует и возникает там лишь после внесения соответствующих микробов. Это заставляет думать, что обнаружение бактериофагов в почве может иметь санитарно-показательное значение (Герман, 1948). Однако известная сложность нахождения бактериофагов и наличие лучше изученных индикаторов приводят к редкому использованию их при анализах почвы. [c.223]

    Феномен бактериофагии впервые наблюдал в 1898 г. Н. Ф. Гамалея. Однако выделен такой литический агент был лишь в 1917 г. д Эреллем. Это был бактериофаг, специфичный для палочки дизентерии Григорьева—Шига. В 30—40-х годах бактериофаги заняли заслуженное место среди других лечебно-профилактических препаратов. Большую группу среди них составляют бактериофаги против кишечных инфекций дизентерийный, брюшнотифозный, сальмонеллезиый групп АВСДЕ, коли-протейный. Широкое распространение антибиотикорезистентных форм бак- [c.577]


ru:about:media:2018:20181709 [Институт химической биологии и фундаментальной медицины]

Совок. Инфо

от 17.09.2018 г.

Оригинал статьи

Ученые Академгородка улучшили метод анализа белков

В журнале DNA Repair опубликована работа группы ученых из Новосибирского госуниверситета, которые совместно с коллегами из Института цитологии и генетики и Института химической биологии и фундаментальной медицины, дополнили рентгеноструктурный анализ эволюционной информацией, чтобы лучше понять, как работают белки.

При исследовании белков ученые часто используют метод рентгеноструктурного анализа, который позволяет определить строение молекулы с точностью до положения каждого атома. Получается своего рода моментальный снимок, однако он дает лишь статичный образ белковой молекулы. Как по фотографии сидящего человека непросто восстановить картину движения в прыжке, так и в случае снимка биологической молекулы нельзя полностью понять процесс ее работы.

«Мы добавили в рентгеноструктурный анализ эволюционную информацию. За миллионы лет аминокислотные остатки в белках медленно изменяются. Такие случайные мутации влекут за собой другие замены для того, чтобы работоспособность молекулы сохранялась. Мы рассчитали, какие именно аминокислоты изменяются, и наложили карту изменений на структуру белка. Так, нам удалось установить, какие взаимодействия внутри белковой молекулы важны для ее функций, чего нельзя понять из одной структуры», – рассказал пресс-службе госуниверситета руководитель исследования, заведующий лабораторией белковой инженерии НГУ Дмитрий Жарков.

Ученые применили новый подход к анализу структуры фермента кишечной палочки, который называется формамидопиримидин-ДНК-гликозилазой, или сокращенно Fpg. Этот фермент участвует в защите ДНК от окисления и предотвращает мутации. В результате дополнения рентгеноструктурного анализа удалось обнаружить два ранее неизвестных участка, критически важных для работы фермента: один отвечает за изменение его структуры при связывании окисленной ДНК, а второй нужен, чтобы белковая молекула не разворачивалась при температуре человеческого тела, при которой живет кишечная палочка.

Белок из кишечной палочки был выбран новосибирскими учеными, потому что у человека в клетках есть три белка, подобных Fpg, которые защищают наш геном. Мутации в них повышают риск рака и нейродегенеративных заболеваний. Новые данные позволят уточнить персонализированные предсказания риска для людей с разными вариантами этих генов.

Изучение структуры внешней мембраны кишечной палочки как мишени для создания фабрик микробных клеток | Фабрики микробных клеток

  • Guo L, Diao W, Gao C, Hu G, Ding Q, Ye C, Chen X, Liu J, Liu L. Engineering Срок службы Escherichia coli для улучшения химического производства. Природный катализ. 2020; 3:1–12.

    Артикул КАС Google ученый

  • Ван Дж., Ма В., Фанг Ю., Чжан Х., Лян Х., Ли И., Ван Х.Усечение структуры липополисахарида в Escherichia coli может эффективно улучшить производство поли-3-гидроксибутирата. ACS Synth Biol. 2020; 9: 1201–15.

    КАС пабмед Статья ПабМед Центральный Google ученый

  • Zhang XC, Guo Y, Liu X, Chen XG, Wu Q, Chen GQ: Разработка механизма синтеза клеточной стенки для усиленного накопления PHB в E. coli . Метаб Инг 2018, 45:32–42.

    КАС пабмед Статья ПабМед Центральный Google ученый

  • Ван X, Куинн П.Дж.Липополисахарид: путь биосинтеза и модификация структуры. Прог Липид Рез. 2010;49:97–107.

    КАС Статья Google ученый

  • Руис Н., Кане Д., Силхави Т.Дж. Транспорт липополисахарида через клеточную оболочку: долгий путь открытий. Nat Rev Microbiol. 2009; 7: 677–83.

    КАС пабмед ПабМед Центральный Статья Google ученый

  • Ивадате Ю., Хонда Х., Сато Х., Хашимото М., Като Дж.Чувствительность к окислительному стрессу сконструированных клеток Escherichia coli с редуцированным геномом. FEMS Microbiol Lett. 2011; 322:25–33.

    КАС пабмед Статья ПабМед Центральный Google ученый

  • Raetz CR, Whitfield C. Липополисахаридные эндотоксины. Анну Рев Биохим. 2002; 71: 635–700.

    КАС пабмед Статья ПабМед Центральный Google ученый

  • Никайдо Х.Молекулярная основа проницаемости внешней мембраны бактерий. Microbiol Mol Biol Rev. 2003; 67: 593–656.

    КАС пабмед ПабМед Центральный Статья Google ученый

  • Кёбник Р., Лохер К.П., Ван Гелдер П. Структура и функция белков внешней мембраны бактерий: в двух словах. Мол микробиол. 2000; 37: 239–53.

    КАС пабмед Статья ПабМед Центральный Google ученый

  • Эмиола А., Эндрюс С.С., Хеллер С., Джордж Дж.Перекрестные помехи между путями липополисахарида и фосфолипида во время биогенеза наружной мембраны Escherichia coli . Proc Natl Acad Sci USA. 2016;113:3108–13.

    КАС пабмед Статья ПабМед Центральный Google ученый

  • Реннер Л.Д., Вайбель Д.Б. Кардиолипиновые микродомены располагаются в отрицательно изогнутых областях мембран Escherichia coli . Proc Natl Acad Sci USA. 2011; 108:6264–9.

    КАС пабмед Статья ПабМед Центральный Google ученый

  • Ван X, Куинн П.Дж., Ян А.Kdo 2 -липид А: структурное разнообразие и влияние на иммунофармакологию. Biol Rev Camb Philos Soc. 2015;90:408–27.

    ПабМед Статья ПабМед Центральный Google ученый

  • Nickerson NN, Mainprize IL, Hampton L, Jones ML, Naismith JH, Whitfield C. Захваченные транслокационные промежуточные продукты определяют путь экспорта капсульных полисахаридов через внешние мембраны Escherichia coli . Proc Natl Acad Sci USA.2014; 111:8203–8.

    КАС пабмед Статья ПабМед Центральный Google ученый

  • Миллер С.И., Салама Н.Р. Периплазма грамотрицательных бактерий: размер имеет значение. PLoS биол. 2018;16:e2004935.

    ПабМед ПабМед Центральный Статья КАС Google ученый

  • Патель Т.Н., Парк А.Х., Банта С. Генетическая манипуляция проницаемостью внешней мембраны: создание аналогов пористого гетерогенного катализатора в Escherichia coli .ACS Synth Biol. 2014;3:848–54.

    ПабМед Статья КАС ПабМед Центральный Google ученый

  • Лю Р., Очман Х. Ступенчатое формирование жгутиковой системы бактерий. Proc Natl Acad Sci USA. 2007; 104:7116–21.

    КАС пабмед Статья ПабМед Центральный Google ученый

  • Чен Ю.В., Тенг Ч., Хо Ю.Х., Джессика Хо Т.И., Хуан В.К., Хасимото М., Чан И.Ю., Чен К.С.Идентификация бактериальных факторов, участвующих в экспрессии фимбрий типа 1, с использованием протеомного чипа Escherichia coli K12. Мол клеточная протеомика. 2014;13:1485–94.

    КАС пабмед ПабМед Центральный Статья Google ученый

  • Martinez-Garcia E, Nikel PI, Chavarria M, de Lorenzo V. Метаболические затраты на движение жгутика у Pseudomonas putida KT2440. Окружающая среда микробиол. 2014; 16: 291–303.

    КАС пабмед Статья ПабМед Центральный Google ученый

  • Посфаи Г., Планкетт Г. 3-й, Фехер Т., Фриш Д., Кейл Г.М., Уменхоффер К., Колисниченко В., Шталь Б., Шарма С.С., де Арруда М. и др.Новые свойства Escherichia coli с уменьшенным геномом . Наука. 2006; 312:1044–6.

    КАС пабмед Статья ПабМед Центральный Google ученый

  • Древесина ТК. Взгляд на формирование биопленки Escherichia coli и ингибирование на основе профилирования всего транскриптома. Окружающая среда микробиол. 2009; 11:1–15.

    КАС пабмед ПабМед Центральный Статья Google ученый

  • Delcour AH.Проницаемость наружной мембраны и устойчивость к антибиотикам. Биохим Биофиз Акта. 2009; 1794: 808–16.

    КАС пабмед Статья ПабМед Центральный Google ученый

  • Kaeriyama M, Machida K, Kitakaze A, Wang H, Lao Q, Fukamachi T, Saito H, Kobayashi H. OmpC и OmpF необходимы для роста в условиях гиперосмотического стресса выше pH 8 в Escherichia coli . Lett Appl Microbiol. 2006;42:195–201.

    КАС пабмед Статья ПабМед Центральный Google ученый

  • Патель Д.С., Ре С., Ву Э.Л., Ци И., Клебба П.Е., Видмалм Г., Йом М.С., Сугита Ю., Им В.Динамика и взаимодействие OmpF и LPS: влияние на доступность пор и ионную проницаемость. Биофиз Дж. 2016;110:930–8.

    КАС пабмед ПабМед Центральный Статья Google ученый

  • Бехит А., Фукамачи Т., Сайто Х., Кобаяши Х. Роль OmpC и OmpF в кислотоустойчивости Escherichia coli . Биол Фарм Бык. 2011;34:330–4.

    КАС пабмед Статья ПабМед Центральный Google ученый

  • Park JS, Lee WC, Yeo KJ, Ryu KS, Kumarasiri M, Hesek D, Lee M, Mobashery S, Song JH, Kim SI и др.Механизм прикрепления белка OmpA к пептидогликану клеточной стенки наружной мембраны грамотрицательных бактерий. FASEB J. 2012; 26: 219–28.

    КАС пабмед ПабМед Центральный Статья Google ученый

  • Samsudin F, Boags A, Piggot TJ, Khalid S. Braun Липопротеин облегчает взаимодействие OmpA с клеточной стенкой Escherichia coli . Биофиз Дж. 2017; 113: 1496–504.

    КАС пабмед ПабМед Центральный Статья Google ученый

  • Боагс А.Т., Самсудин Ф., Халид С.Связывание с обеих сторон: TolR и полноразмерный OmpA связываются и поддерживают локальную структуру клеточной стенки E. coli . Структура. 2019;27:713–24.

    КАС пабмед Статья ПабМед Центральный Google ученый

  • Хельтье СП. Рост несущего напряжение и сохраняющего форму муреинового мешочка Escherichia coli . Microbiol Mol Biol Rev. 1998;62:181–203.

    ПабМед ПабМед Центральный Статья Google ученый

  • Смит С.Г., Махон В., Ламберт М.А., Фаган Р.П.Молекулярный швейцарский армейский нож: структура, функции и выражение OmpA. FEMS Microbiol Lett. 2007; 273:1–11.

    КАС пабмед Статья ПабМед Центральный Google ученый

  • Ван Ю. Функция OmpA в Escherichia coli . Biochem Biophys Res Commun. 2002; 292:396–401.

    КАС пабмед Статья Google ученый

  • Shin J, Yu J, Park M, Kim C, Kim H, Park Y, Ban C, Seydametova E, Song YH, Shin CS и др.Эндоцитоз Escherichia coli в качестве цельноклеточного биокатализатора жирных кислот. ACS Synth Biol. 2019;8:1055–66.

    КАС пабмед Статья Google ученый

  • Wu T, Li S, Ye L, Zhao D, Fan F, Li Q, Zhang B, Bi C, Zhang X. Разработка системы транспортировки везикул с искусственной мембраной (AMVTS) для выделения бета-каротина в кишечная палочка . ACS Synth Biol. 2019;8:1037–46.

    КАС пабмед Статья Google ученый

  • Тан Б.К., Богданов М., Чжао Дж., Доухан В., Раец Ч.Р., Гуан З.Открытие кардиолипинсинтазы, использующей в качестве субстратов фосфатидилэтаноламин и фосфатидилглицерин. Proc Natl Acad Sci USA. 2012; 109:16504–9.

    КАС пабмед Статья Google ученый

  • Raetz CR, Guan Z, Ingram BO, Six DA, Song F, Wang X, Zhao J. Открытие новых путей биосинтеза: история липидов. J липидный рез. 2009; 50 (Приложение): S103-108.

    ПабМед ПабМед Центральный Статья КАС Google ученый

  • Группа VI, Weiss DS.Механизмы резистентности грамотрицательных бактерий к антимикробным пептидам. Антибиотики. 2015; 4:18–41.

    ПабМед Статья Google ученый

  • Han Y, Li Y, Chen J, Tan Y, Guan F, Wang X. Конструирование монофосфориллипида A, продуцирующего мутантов Escherichia coli , и сравнение иммуностимулирующей активности их липополисахаридов. Мар Наркотики. 2013; 11: 363–76.

    КАС пабмед ПабМед Центральный Статья Google ученый

  • Ван Б., Хан И, Ли И, Ли И, Ван Х.Иммуностимулирующая активность мутантов Escherichia coli , продуцирующих Kdo2-монофосфорил-липид A или Kdo2-пентаацил-монофосфорил-липид A. PLoS ONE. 2015;10:e0144714.

    ПабМед ПабМед Центральный Статья КАС Google ученый

  • Кенанов Д., Калета С., Петцольд А., Хойшен С., Дикманн С., Сиддики Р.А., Шустер С. Теоретическое исследование биосинтеза липидов в диком типе Escherichia coli и в L-форме протопластного типа с использованием elementary flux анализ режима.FEBS J. 2010; 277: 1023–34.

    КАС пабмед Статья Google ученый

  • Henry MF, Cronan JE Jr. Фактор транскрипции Escherichia coli , который одновременно активирует синтез жирных кислот и подавляет расщепление жирных кислот. Дж Мол Биол. 1991; 222:843–9.

    КАС пабмед Статья Google ученый

  • Campbell JW, Cronan JE Jr. Escherichia coli FadR положительно регулирует транскрипцию fabB гена биосинтеза жирных кислот.J Бактериол. 2001; 183: 5982–90.

    КАС пабмед ПабМед Центральный Статья Google ученый

  • Кляйн Г., Райна С. Регулируемый контроль сборки и разнообразия ЛПС с помощью некодирующих мРНК. Биомед Рез Инт. 2015;2015:153561.

    ПабМед ПабМед Центральный Статья КАС Google ученый

  • Михуб М., Эль Май А., Алуи А., Чатти А., Ландулси А.Влияние статических магнитных полей на рост и липидный состав мембран штаммов Salmonella typhimurium дикого типа и мутантных штаммов dam. Int J Food Microbiol. 2012; 157: 259–66.

    КАС пабмед Статья Google ученый

  • Романцов Т., Гуань З., Вуд Дж.М. Кардиолипин и реакция бактерий на осмотический стресс. Биохим Биофиз Акта. 2009; 1788: 2092–100.

    КАС пабмед ПабМед Центральный Статья Google ученый

  • Саксена Р., Фингланд Н., Патил Д., Шарма А.К., Крук Э.Взаимодействие между белком DnaA, инициатором хромосомной репликации Escherichia coli , и кислыми фосфолипидами, присутствующими в бактериальных мембранах. Int J Mol Sci. 2013;14:8517–37.

    ПабМед ПабМед Центральный Статья КАС Google ученый

  • Tan Z, Khakbaz P, Chen Y, Lombardo J, Yoon JM, Shanks JV, Klauda JB, Jarboe LR. Распределение фосфолипидной головки мембраны Engineering Escherichia coli улучшает переносимость и производство биовозобновляемых материалов.Метаб Инж. 2017; 44:1–12.

    КАС пабмед Статья Google ученый

  • Tan Z, Yoon JM, Nielsen DR, Shanks JV, Jarboe LR. Мембранная инженерия за счет производства транс-ненасыщенных жирных кислот улучшает устойчивость Escherichia coli и производство биовозобновляемых ресурсов. Метаб Инж. 2016;35:105–13.

    КАС пабмед Статья Google ученый

  • Ан Дж. Х., Ли Дж. А., Банг Дж., Ли С.И.Мембранная инженерия за счет производства транс-ненасыщенных жирных кислот улучшает производство янтарной кислоты в Mannheimia succiniciproducens . J Ind Microbiol Biotechnol. 2018;45:555–66.

    КАС пабмед Статья Google ученый

  • Wu T, Ye L, Zhao D, Li S, Li Q, Zhang B, Bi C, Zhang X. Мембранная инженерия — новая стратегия увеличения производства и накопления бета-каротина в Escherichia coli .Метаб Инж. 2017;43:85–91.

    ПабМед Статья КАС Google ученый

  • Yethon JA, Heinrichs DE, Monteiro MA, Perry MB, Whitfield C. Участие waaY , waaQ и waaP в модификации их асапололипида Escherichia coli и его роли. стабильная наружная мембрана. Дж. Биол. Хим. 1998; 273:26310–6.

    КАС пабмед Статья Google ученый

  • Schnaitman CA, Klena JD.Генетика биосинтеза липополисахаридов у кишечных бактерий . Microbiol Rev. 1993; 57:655–82.

    КАС пабмед ПабМед Центральный Статья Google ученый

  • Whitfield C, Amor PA, Koplin R. Модуляция архитектуры поверхности грамотрицательных бактерий действием поверхностного полимера: лигазы липидного ядра A и детерминантами длины полимерной цепи. Мол микробиол. 1997; 23: 629–38.

    КАС пабмед Статья Google ученый

  • Heinrichs DE, Monteiro MA, Perry MB, Whitfield C.Система сборки липополисахарида R2 сердцевинного типа Escherichia coli представляет собой гибрид систем, обнаруженных в Escherichia coli K-12 и Salmonella enterica . Структура и функция гомологов R2 WaaK и WaaL. Дж. Биол. Хим. 1998; 273:8849–59.

    КАС пабмед Статья Google ученый

  • Клеменц Т., Раец Ч.Р. Ген, кодирующий трансферазу 3-дезокси-d-маннооктулозоновой кислоты в Escherichia coli .Идентификация, картирование, клонирование и секвенирование. Дж. Биол. Хим. 1991; 266:9687–96.

    КАС пабмед Статья Google ученый

  • Герлоф А., Левендон А., Шоу В.В. Очистка и характеристика фосфопантетеинаденилилтрансферазы из Escherichia coli . Дж. Биол. Хим. 1999; 274:27105–11.

    КАС пабмед Статья Google ученый

  • Брабетц В., Мюллер-Лоэннис С., Холст О., Брэйд Х.Делеция генов гептозилтрансфераз rfaC и rfaF в Escherichia coli K-12 приводит к липополисахариду Re-типа с высокой степенью замещения 2-аминоэтанолфосфатом. Евр Дж Биохим. 1997; 247:716–24.

    КАС пабмед Статья Google ученый

  • Wang J, Ma W, Wang Z, Li Y, Wang X. Конструирование и характеристика мутанта Escherichia coli , продуцирующего Kdo(2)-липид A.Мар Наркотики. 2014; 12:1495–511.

    КАС пабмед ПабМед Центральный Статья Google ученый

  • Zhao A, Hu X, Wang X. Метаболическая инженерия Escherichia coli для производства гамма-аминомасляной кислоты с использованием ксилозы. Приложение Microbiol Biotechnol. 2017; 101:3587–603.

    КАС пабмед Статья Google ученый

  • Гофф М., Никодинович-Руник Дж., О’Коннор К.Е.Характеристика температурочувствительных и липополисахаридных мутантов транспозона Pseudomonas putida CA-3, затронутых накоплением ФГА. FEMS Microbiol Lett. 2009; 292: 297–305.

    КАС пабмед Статья Google ученый

  • Brandt U, Raberg M, Voigt B, Hecker M, Steinbüchel A. Повышенный синтез поли(3-гидроксибутирата) у мутантов Ralstonia eutropha h26 , дефектных в биосинтезе липополисахарида.Приложение Microbiol Biotechnol. 2012;95:471–83.

    КАС пабмед Статья Google ученый

  • Wang C, Zhang H, Wang J, Chen S, Wang Z, Zhao L, Wang X. Биосинтез колановой кислоты в Escherichia coli зависит от структуры липополисахарида и доступности глюкозы. Микробиолог Рез. 2020;239:126527.

    КАС пабмед Статья Google ученый

  • Флемминг Х.К., Вингендер Дж.Матрица биопленки. Nat Rev Microbiol. 2010; 8: 623–33.

    КАС пабмед Статья Google ученый

  • Whitfield C, Paiment A. Биосинтез и сборка капсулярных полисахаридов Группы 1 в Escherichia coli и родственных внеклеточных полисахаридов в других бактериях. Карбогид Рез. 2003; 338: 2491–502.

    КАС пабмед Статья Google ученый

  • Danese PN, Pratt LA, Kolter R.Производство экзополисахарида необходимо для разработки архитектуры биопленки Escherichia coli K-12. J Бактериол. 2000; 182:3593–6.

    КАС пабмед ПабМед Центральный Статья Google ученый

  • Reid AN, Whitfield C. Функциональный анализ консервативных генных продуктов, участвующих в сборке капсул Escherichia coli и экзополисахаридов: доказательства молекулярного распознавания между Wza и Wzc для биосинтеза колановой кислоты.J Бактериол. 2005; 187:5470–81.

    КАС пабмед ПабМед Центральный Статья Google ученый

  • Schmid J, Sieber V, Rehm B. Бактериальные экзополисахариды: пути биосинтеза и инженерные стратегии. Фронт микробиол. 2015;6:496.

    ПабМед ПабМед Центральный Статья Google ученый

  • Ren G, Wang Z, Li Y, Hu X, Wang X. Влияние дефицита липополисахаридного основного сахара на биосинтез колановой кислоты в Escherichia coli .J Бактериол. 2016; 198:1576–84.

    КАС пабмед ПабМед Центральный Статья Google ученый

  • Gottesman S, Stout V. Регуляция синтеза капсульных полисахаридов в Escherichia coli K12. Мол микробиол. 1991; 5: 1599–606.

    КАС пабмед Статья Google ученый

  • Костертон Д.В., Стюарт П.С., Гринберг Э.П. Бактериальные биопленки: частая причина персистирующих инфекций.Наука. 1999; 284:1318–22.

    КАС пабмед Статья Google ученый

  • Zhang J, Poh CL. Регуляция гена экзополисахарида wcaF позволяет контролировать образование биопленки Escherichia coli . Научный доклад 2018; 8: 13127.

    ПабМед ПабМед Центральный Статья КАС Google ученый

  • Гото Т., Накаме Ю., Нисида М., Охи Ю.: Бактериальные биопленки и катетеры при экспериментальной инфекции мочевыводящих путей. Int J Antimicrob Agents 1999, 11:227–231; обсуждение 237–229.

  • Альварес-Ордоньес А., Кофлан Л.М., Брианде Р., Коттер П.Д. Биопленки в пищевой промышленности: проблемы и возможности. Annu Rev Food Sci Technol. 2019;10:173–95.

    КАС пабмед Статья ПабМед Центральный Google ученый

  • Вонг А.С. Биопленки в пищевой промышленности. Дж. Молочная наука. 1998; 81: 2765–70.

    КАС пабмед Статья ПабМед Центральный Google ученый

  • Халан Б., Бюлер К., Шмид А. Биопленки как живые катализаторы в непрерывных химических синтезах. Тенденции биотехнологии. 2012;30:453–65.

    КАС пабмед Статья ПабМед Центральный Google ученый

  • Йошида К., Таширо Ю., Мэй Т., Окабе С. Влияние гидрофильной колановой кислоты на прикрепление бактерий к микрофильтрационным мембранам и последующее биообрастание мембран.Вода Res. 2015;76:33–42.

    КАС пабмед Статья ПабМед Центральный Google ученый

  • Galie S, Garcia-Gutierrez C, Miguelez EM, Villar CJ, Lombo F. Биопленки в пищевой промышленности: аспекты здоровья и методы контроля. Фронт микробиол. 2018;9:898.

    ПабМед ПабМед Центральный Статья Google ученый

  • Kim HJ, Oh T, Baek SY. Множественная лекарственная устойчивость, образование биопленок и вирулентность изолятов Escherichia coli из товарных мясных и овощных продуктов.Патог пищевого происхождения Dis. 2018;15(12):782–9.

    КАС Статья Google ученый

  • Кумар К.Г., Ананд С.К. Значение микробных биопленок в пищевой промышленности: обзор. Int J Food Microbiol. 1998;42:9–27.

    КАС пабмед Статья Google ученый

  • Бикслер Г.Д., Бхушан Б. Биообрастание: уроки природы. Philos Trans A Math Phys Eng Sci. 2012; 370: 2381–417.

    КАС пабмед Google ученый

  • Авад Т.С., Аскер Д., Хаттон Б.Д. Безопасная для пищевых продуктов модификация поверхностей пищевой промышленности из нержавеющей стали для уменьшения бактериальной биопленки. Интерфейсы приложений ACS. 2018;10:22902–12.

    КАС пабмед Статья Google ученый

  • Ким Х.В., О Х.С., Ким С.Р., Ли К.Б., Ён К.М., Ли Ч., Ким С., Ли Дж.К. Динамика микробной популяции и протеомика в мембранных биореакторах с ферментативным тушением кворума.Приложение Microbiol Biotechnol. 2013;97:4665–75.

    КАС пабмед Статья ПабМед Центральный Google ученый

  • Xu C, Lin X, Ren H, Zhang Y, Wang S, Peng X. Анализ протеома внешней мембраны Escherichia coli , связанный с устойчивостью к ампициллину и тетрациклину. Протеомика. 2006; 6: 462–73.

    КАС пабмед Статья ПабМед Центральный Google ученый

  • Альтегоер Ф., Шумахер Дж., Пауш П., Банге Г.От молекулярной эволюции к биокирпичикам и синтетическим модулям: урок бактериального жгутика. Biotechnol Genet Eng Rev. 2014; 30:49–64.

    КАС пабмед Статья ПабМед Центральный Google ученый

  • Минамино Т., Имада К., Намба К. Механизмы экспорта белков типа III для сборки жгутиков бактерий. Мол Биосист. 2008;4:1105–15.

    КАС пабмед Статья ПабМед Центральный Google ученый

  • Macnab RM.Как бактерии собирают жгутики. Анну Рев Микробиол. 2003; 57: 77–100.

    КАС пабмед Статья ПабМед Центральный Google ученый

  • Lee PC, Rietsch A. Подпитка секреции типа III. Тенденции микробиол. 2015;23:296–300.

    КАС пабмед ПабМед Центральный Статья Google ученый

  • Мэнсон, доктор медицинских наук, Тедеско П., Берг Х.К., Гарольд Ф.М., Ван дер Дрифт К.Протондвижущая сила приводит в движение жгутики бактерий. Proc Natl Acad Sci U S A. 1977; 74:3060–4.

    КАС пабмед ПабМед Центральный Статья Google ученый

  • Габель CV, Берг ХК. Скорость жгутикового роторного двигателя Escherichia coli изменяется линейно в зависимости от протондвижущей силы. Proc Natl Acad Sci USA. 2003; 100:8748–51.

    КАС пабмед Статья ПабМед Центральный Google ученый

  • Минамино Т., Намба К.Различная роль АТФазы FliI и протонной движущей силы в экспорте жгутиковых белков бактерий. Природа. 2008; 451:485–8.

    КАС пабмед Статья ПабМед Центральный Google ученый

  • Бартлетт Д.Х., Франц Б.Б., Мацумура П. Жгутиковые активаторы транскрипции FlbB и FlaI: генные последовательности и 5′-консенсусные последовательности оперонов под контролем FlbB и FlaI. J Бактериол. 1988; 170:1575–81.

    КАС пабмед ПабМед Центральный Статья Google ученый

  • Лю Х, Мацумура П.Альтернативный сигма-фактор контролирует транскрипцию жгутиковых оперонов класса III в Escherichia coli : последовательность генов, сверхпродукция, очистка и характеристика. Ген. 1995; 164:81–4.

    КАС пабмед Статья ПабМед Центральный Google ученый

  • Macnab RM. Генетика и биогенез бактериальных жгутиков. Анну Рев Жене. 1992; 26: 131–58.

    КАС пабмед Статья ПабМед Центральный Google ученый

  • Чжао З., Чжао И., Чжуан С.Ю., Ло В.К., Бейкер М.А.Б., Ло Си Джей, Бай Ф.Частые паузы в удлинении жгутиков Escherichia coli , выявленные с помощью флуоресцентной визуализации отдельных клеток в реальном времени. Нац коммун. 1885;2018:9.

    Google ученый

  • Пол К., Эрхардт М., Хирано Т., Блэр Д.Ф., Хьюз К.Т. Источник энергии жгутиковой секреции III типа. Природа. 2008; 451:489–92.

    КАС пабмед Статья ПабМед Центральный Google ученый

  • Korea CG, Badouraly R, Prevost MC, Ghigo JM, Beloin C. Escherichia coli K-12 обладает множественными загадочными, но функциональными фимбриями-шаперонами с отчетливыми поверхностными специфичностями. Окружающая среда микробиол. 2010; 12:1957–77.

    КАС пабмед Статья ПабМед Центральный Google ученый

  • Larsonneur F, Martin FA, Mallet A, Martinez-Gil M, Semetey V, Ghigo JM, Beloin C. Функциональный анализ Escherichia coli Yad fimbriae показывает их потенциальную роль в сохранении окружающей среды.Окружающая среда микробиол. 2016;18:5228–48.

    КАС пабмед Статья ПабМед Центральный Google ученый

  • Remaut H, Tang C, Henderson NS, Pinkner JS, Wang T, Hultgren SJ, Thanassi DG, Waksman G, Li H. Формирование волокон через наружную мембрану бактерий по пути шаперона/ашера. Клетка. 2008; 133: 640–52.

    КАС пабмед ПабМед Центральный Статья Google ученый

  • Валенски М.Л., Харрис С.Л., Спирс П.А., Хортон Дж.Р., Орндорф П.П.Продукт гена fimI необходим для биосинтеза пилуса Escherichia coli типа 1. J Бактериол. 2003; 185: 5007–11.

    КАС пабмед ПабМед Центральный Статья Google ученый

  • Клемм П., Шембри М. Фимбрии типа 1, завитки и антиген 43: адгезия, колонизация и формирование биопленки. EcoSal Plus 2004, 1.

  • Schwan WR. Регуляция генов fim в уропатогенной Escherichia coli .World J Clin Infect Dis. 2011; 1:17–25.

    ПабМед ПабМед Центральный Статья Google ученый

  • Иноуэ Т., Шингаки Р., Хиросе С., Ваки К., Мори Х., Фукуи К. Полногеномный скрининг генов, необходимых для роевой подвижности у Escherichia coli K-12. J Бактериол. 2007; 189:950–7.

    КАС пабмед Статья ПабМед Центральный Google ученый

  • Wu XR, Sun TT, Medina JJ.В vitro связывание фимбриированного типа 1 Escherichia coli с уроплакинами Ia и Ib: связь с инфекциями мочевыводящих путей. Proc Natl Acad Sci U S A. 1996;93:9630–5.

    КАС пабмед ПабМед Центральный Статья Google ученый

  • Гумбарт Дж., Винер М.С., Тайхоршид Э. Механика распространения силы в TonB-зависимом транспорте через внешнюю мембрану. Биофиз Дж. 2007; 93: 496–504.

    КАС пабмед ПабМед Центральный Статья Google ученый

  • Ван Худт Р., Михилс CW.Роль поверхностных структур бактериальных клеток в формировании биопленки Escherichia coli . Рез микробиол. 2005; 156: 626–33.

    ПабМед Статья КАС ПабМед Центральный Google ученый

  • Гуттенплан С.Б., Кернс Д.Б. Регуляция подвижности жгутиков при формировании биопленки. FEMS Microbiol Rev. 2013;37:849–71.

    КАС пабмед ПабМед Центральный Статья Google ученый

  • Вуд Т.К., Гонсалес Барриос А.Ф., Герцберг М., Ли Дж.Подвижность влияет на архитектуру биопленки в Escherichia coli . Приложение Microbiol Biotechnol. 2006; 72: 361–7.

    КАС пабмед Статья ПабМед Центральный Google ученый

  • Chao Y, Zhang T. Исследование роли липополисахарида, фимбрий типа 1 и колановой кислоты в прикреплении штаммов Escherichia coli к инертным поверхностям. Ленгмюр. 2011; 27:11545–53.

    КАС пабмед Статья ПабМед Центральный Google ученый

  • Macnab RM.Бактериальные жгутики, вращающиеся пучками: исследование спиральной геометрии. Proc Natl Acad Sci U S A. 1977; 74:221–5.

    КАС пабмед ПабМед Центральный Статья Google ученый

  • Горышин И.Ю., Науманн Т.А., Аподака Дж., Резникофф В.С. Система формирования хромосомных делеций на основе двойной транспозиции Tn5 : использование для создания минимальных геномов и анализа основных генов. Геном Res. 2003; 13: 644–53.

    КАС пабмед ПабМед Центральный Статья Google ученый

  • Yu BJ, Sung BH, Koob MD, Lee CH, Lee JH, Lee WS, Kim MS, Kim SC.Минимизация генома Escherichia coli с использованием системы эксцизии Cre/loxP, нацеленной на Tn5. Нац биотехнолог. 2002; 20:1018–23.

    КАС пабмед Статья ПабМед Центральный Google ученый

  • Колисниченко В., Планкетт Г. 3-й, Херринг К. Д., Фехер Т., Посфаи Дж., Блаттнер Ф. Р., Посфаи Г. Разработка уменьшенного генома Escherichia coli . Геном Res. 2002; 12: 640–7.

    КАС пабмед ПабМед Центральный Статья Google ученый

  • Lee JH, Sung BH, Kim MS, Blattner FR, Yoon BH, Kim JH, Kim SC.Метаболическая инженерия штамма Escherichia coli с уменьшенным геномом для производства L-треонина. Факт микробной клетки. 2009;8:2.

    ПабМед ПабМед Центральный Статья КАС Google ученый

  • Хасимото М., Ичимура Т., Мидзогучи Х., Танака К., Фудзимицу К., Кейамура К., Оте Т., Ямакава Т., Ямазаки Ю., Мори Х. и др. Размер клеток и организация нуклеоидов сконструированных клеток Escherichia coli с уменьшенным геномом.Мол микробиол. 2005; 55: 137–49.

    КАС пабмед Статья ПабМед Центральный Google ученый

  • Mizoguchi H, Sawano Y, Kato J, Mori H. Наложение делеций способствует росту Escherichia coli с уменьшенным геномом. Рез. ДНК 2008; 15: 277–84.

    КАС пабмед ПабМед Центральный Статья Google ученый

  • Хирокава Ю., Кавано Х., Танака-Масуда К., Накамура Н., Накагава А., Ито М., Мори Х., Осима Т., Огасавара Н.Генетические манипуляции восстановили приспособленность к росту Escherichia coli с уменьшенным геномом . J Biosci Bioeng. 2013;116:52–8.

    КАС пабмед Статья ПабМед Центральный Google ученый

  • Lieder S, Nikel PI, de Lorenzo V, Takors R. Редукция генома повышает экспрессию гетерологичных генов в Pseudomonas putida . Факт микробной клетки. 2015;14:23.

    ПабМед ПабМед Центральный Статья Google ученый

  • Ван Дж., Ма В., Ван Ю., Линь Л., Ван Т., Ван И., Ли И., Ван Х.Делеция 76 генов, имеющих отношение к образованию жгутиков и ворсинок, для облегчения производства полигидроксиалканоатов у Pseudomonas putida . Приложение Microbiol Biotechnol. 2018;102:10523–39.

    КАС пабмед Статья ПабМед Центральный Google ученый

  • Wang Z, Wang J, Ren G, Li Y, Wang X. Влияние основного олигосахарида липополисахарида на поведение внешней мембраны Escherichia coli . Мар Наркотики.2015;13:3325–39.

    КАС пабмед ПабМед Центральный Статья Google ученый

  • Wang Z, Wang J, Ren G, Li Y, Wang X. Делеция генов waaC , waaF или waaG в Escherichia coli отключает биосинтез жгутиков W3110. J Основная микробиол. 2016;56:1021–35.

    КАС пабмед Статья ПабМед Центральный Google ученый

  • Структура цитохромоксидазы типа bd-II Escherichia coli со связанным аурахином D

    Экспрессия генов и продукция белка, очистка и характеристика

    E.coli штамм BL21*Δ cyo 28 трансформировали с помощью pET28b(+) appC his BX , кодирующего bd -II, и выращивали в условиях oxic. Клетки разрушали и готовили цитоплазматические мембраны дифференциальным центрифугированием. Мембранные белки экстрагировали детергентом лаурилмальтоза-неопентилгликолем (LMNG) и очищали с помощью аффинной и эксклюзионной хроматографии (дополнительная рис. 1). Окончательная хроматограмма показала два пика, второй из которых содержал bd -II (дополнительный рис.1). Основные полосы геля были идентифицированы как AppC и AppB с помощью масс-спектрометрии (AppC: покрытие последовательностей: 33%, общая оценка 69; AppB: покрытие последовательностей: 3%, общая оценка 19). Идентичность субъединицы AppX, мигрирующей с кажущейся молекулярной массой около 4  кДа на 16% SDS-геле (дополнительная рис. 1), также была установлена ​​с помощью масс-спектрометрии (покрытие последовательности: 20%, общий балл 25). Важно отметить, что никакой другой белок с молекулярной массой ниже 10 кДа не был обнаружен в области низкой молекулярной массы 16% SDS-геля с помощью масс-спектрометрии.

    Из 9,6 л среды было получено 40 г клеток и приблизительно 2 мг bd -II. Разностный спектр (восстановленный-минус-окисленный) препарата показал типичное поглощение гемов b 558 , b 595 и d в стехиометрии 1:1:1 с использованием заданных коэффициентов экстинкции1 2 (рис. 1 и дополнительный рис. 1). Единственный γ-пик в области Соре при 440 нм соответствовал свойствам гемов b 558 и b 595 .Кроме того, гем b 558 давал увеличение поглощения при 533 и 563 нм, тогда как гем b 595 давал еще один пик поглощения при 595 нм. Сигнал на 630 нм был окончательно отнесен к гему d . Отрицательное поглощение при 657 нм получено из гема, насыщенного кислородом железа d . Таким образом, спектральные свойства bd -II совпадают со свойствами bd -I (рис. 1).

    Рис. 1: Спектральные и термодинамические свойства гемовых групп.

    a УФ-вид (восстановление минус окисление) разностные спектры препарата bd -II (черный) и bd -I (красный). Указана абсорбция отдельных групп гема. b Окислительно-восстановительный потенциал гемовых групп различных bd оксидаз. Значения для оксидаз, отличных от bd -II, были взяты из ссылки. 30 .

    Поглощение кофакторов в УФ-видимой области использовали для определения их окислительно-восстановительного потенциала с помощью электрохимического титрования в тонкослойной ячейке (рис.1 и дополнительный рисунок 2) 29 . По их поглощению в α-диапазоне при 563 нм окислительно-восстановительный потенциал обоих гемов типа b был определен как +237 мВ (рис. 1). Дальнейшее различение их индивидуальных окислительно-восстановительных потенциалов не представлялось возможным. Это указывает на то, что они показывают близкие значения, отличающиеся менее чем на 100  мВ. Окислительно-восстановительный потенциал гема d определяли по его поглощению при 629 нм до +440 мВ. Гистерезис между окислительным и восстановительным титрованием составлял <40 мВ, что указывает на отсутствие кооперативности или других связанных процессов (дополнительный рис.2). В совокупности окислительно-восстановительные потенциалы кофакторов bd -II на 60–80 мВ (гемы b -типа) и 180 мВ (гемы d ) более положительные, чем у соответствующих кофакторов в bd -I. (Рис. 1) 30 .

    Структура

    E. coli bd -II оксидазы

    Согласно объему элюирования и анализу BN-PAGE, bd -II в LMNG элюируется в виде мономера из эксклюзионной хроматографии (дополнительный рисунок 1b). Белок концентрировали до 24 мг/мл, подвергали шоковой заморозке в жидком азоте и хранили при –80 °C.Аликвоты для приготовления крио-ЭМ размораживали и разбавляли до 5,6 мг/мл в ходе замены амфипола. Перед крио-ЭМ анализом очищенный bd -II инкубировали с 160 мкМ аурахина D, трехкратным молярным избытком специфического ингибитора bd оксидаз (см. ниже). На криосетке обнаружены преимущественно димерные виды bd -II. Пики мономеров и димеров bd -II также наблюдались с помощью масс-фотометрии при помещении 1 мкл концентрированного образца (24 мг/мл) на 20 мкл капли буфера, используемого для подготовки сетки на покровном стекле (дополнительная рис.3) 31 . Хотя маловероятно 31 , мы не можем полностью исключить возможность того, что присутствие амфипола привело к димеризации белка. Окончательная карта крио-ЭМ предоставила достаточно деталей для моделирования структуры димера bd- II со связанным ингибитором аурахином D с разрешением 3,0 Å (рис. 2, дополнительная таблица 1 и дополнительные рисунки 4 и 5). Гомодимер содержит два гетеротримера оксидазы, связанных двойной симметрией (рис. 2). Каждый гетеротример состоит из трех субъединиц AppB, AppC и AppX, из которых небольшой AppX образует основной димерный контакт между двумя гетеротримерами.AppC и AppX устанавливают дополнительные контакты между мономерами посредством гидрофобных взаимодействий между Val41 AppC и Trp23 AppX , а также между Val42 AppC и Val22 AppX и Trp23 AppX соответственно.

    Рис. 2: Крио-ЭМ структура димера E. coli bd -II с разрешением 3,0 Å.

    a Вид спереди с AppC (синий) и AppB (зеленый), каждая из которых состоит из девяти спиралей ТМ. AppX (оранжевый) представляет собой одиночную спираль ТМ, которая стабилизирует пучки из четырех спиралей, координируя гемы b 595 и d (желтый).Указаны позиции гема b 558 (желтый) и убихинона-8 (красный). b Вид сверху на димер с полностью разрешенной Q-петлей. c Положение связанного убихинона-8 (красный, показан в виде палочек). На вставке показано, как хинон связывается с 6 спиралями субъединицы AppB.

    В каждом гетеротримере большие субъединицы AppB и AppC связаны псевдодвойной осью симметрии, подобной CydA к CydB от bd -I. AppB и AppC имеют одну и ту же складку с девятью спиралями TM, которые расположены в виде двух пучков из четырех спиралей и периферической спирали.Взаимодействие между AppB и AppC опосредовано гидрофобными остатками, связанными с псевдосимметрией, в спиралях 2, 3 и 9 ТМ. На основании структурной консервативности между AppB и AppC разумно предположить, что генов appB и appC произошли от дупликации генов, хотя это не отражено в их первичной последовательности (дополнительная рис. 6).

    Односпиральная субъединица AppX имеет длину 30 аминокислотных остатков и полностью скрыта внутри мембраны.Он взаимодействует со спиралями AppC TM 1, 5 и 6, наиболее вероятно, стабилизируя укладку белка для связывания гемов b 595 и d . Димеризация bd -II с помощью AppX опосредуется несколькими слабыми гидрофобными взаимодействиями, включающими Met1, Leu4, Leu5, Val8, Leu11, Leu12, Ser15, Leu16 и Leu19. Остатки Leu в спирали соединяют оба мономера по типу «лейциновой молнии». Leu4 и Leu16 оба заменены остатками Phe в гомологе CydX в bd -I, в то время как Leu5 и Leu19 заменены остатками Ala и Ile соответственно (дополнительная рис.6). Эти изменения могут предотвращать образование димеров в bd -I. Действительно, положения всех остатков Leu сохраняются в гомологах AppX, идентифицированных по их организации в опероне bd -II. Напротив, только пять остатков Leu, обнаруженных в CydX, сохраняются среди гомологов CydX, частично в разных положениях по сравнению с AppX (дополнительная рис. 6). Однако остается открытым вопрос, является ли bd -II также димером в цитоплазматической мембране E. coli .

    AppB имеет длинный гидрофобный участок в расщелине по направлению к периплазматическому пространству, заполненный увеличенной электронной плотностью, который идеально подходит для убихинона-8 (рис. 2c). Его положение соответствует расположению гемовых групп в AppC. Головная группа хиноидов направлена ​​в сторону от AppC, указывая на структурную роль связанного хинона в стабилизации складки AppB, как сообщалось для CydB 21,22 .

    Q-петля и связывание аурахина D

    Семейство оксидаз bd делится на L (длинные) и S (малые)-подсемейства в зависимости от длины периплазматической Q-петли 2 .Члены L-подсемейства имеют С-концевую вставку в Q-петлю примерно из 60 остатков, которая необходима для структурной стабильности 32,33 . N-концевая часть Q-петли участвует в связывании хинона 21 . Q-петля AppC (рис. 3а, б) расположена между спиралями ТМ 6 и 7 и простирается на длину 134 остатка, включая линкер к остаточному белку (рис. 3а, б и дополнительный рис. 7), что делает E. coli bd -II член подсемейства L. Здесь мы разрешаем всю Q-петлю bd -II, охватывающую положения 262-302 С-концевой области, которые не обнаружены в структурах других оксидаз bd 21,22,25 .Q-петля состоит из шести малых спиралей (Q α1 , P250-E257; Q α2 , L292-T297; Q α3 , L307-S332; , L351-Y360 и Q α6 , A369-A379), которые соединены короткими петлями (рис. 3а, б). В полости Q-петли была выявлена ​​дополнительная плотность, которая моделировалась как связанная молекула аурахина D.

    Рис. 3: Структура Q-петли и связывание аурахина D.

    a Вид сверху и b вид сбоку всей Q-петли (синий) bd -II поверх субъединицы AppC (серый) с ранее неразрешенной областью темно-синего цвета.Дополнительная плотность, интерпретируемая как аурахин D, показана оранжевым цветом. c , d Вид поверхности сайта связывания хинола с Q-петлей синего цвета, TM-частью AppC голубым цветом, гем b 558 желтым цветом и связанным аурахином D оранжевым цветом. Экспериментальная карта кулоновской плотности показана в виде различных сеток зеленого голубого цвета (при 1,0 σ ), черного (при 0,65 σ ) и белого (при 0,5 σ ), все вырезанные на радиусе 2 Å вокруг центров атомов модели. .Вид на сайт связывания повернут на 90° с ( c ) на ( d ). e Гидрофобные взаимодействия и Н-связь аурахина D с bd -II обозначены пунктирными линиями и отмечены расстояниями.

    Аурахины ингибируют перенос электрона с убихинола-8 на гем b 558 путем блокирования сайта связывания хинола, расположенного близко к поверхности мембраны (рис. 3a, b) 34,35,36,37 . Хотя аурахин C и D связываются с высокой аффинностью с bd оксидазами, достоверное значение IC 50 для bd -II еще не определено 38 .Следовательно, мы титровали активность дурохинола: диоксигеноксидоредуктазы нашего препарата bd -II с увеличением количества аурахина C и D и определили кажущуюся IC 50 до 7,1 и 11,1 нМ соответственно (дополнительная рис. 8). Из-за чрезвычайно высокой аффинности аурахина D препарат bd -II инкубировали только с трехкратным молярным избытком аурахина D непосредственно перед блоттингом на крио-ЭМ сетке.

    Сильное связывание аурахина в основном обусловлено структурной комплементарностью поверхности сайта связывания хинола (рис.3в, г). Взаимодействия с Phe269, Val271, Leu291 и Leu295 (последние два из Q α2 ) стабилизируют Q-петлю, и, по-видимому, именно это взаимодействие с аурахином D позволило полностью разрешить всю Q-петлю (рис. 3e). . Аурахин D связан семью дополнительными гидрофобными взаимодействиями с AppC (рис. 3e). Одна Н-связь атома азота аурахина с Asp239 AppC усиливает сильное связывание (рис. 3e). Этот остаток сохраняется среди bd -оксидаз (дополнительная рис. 6).Чтобы экспериментально проверить его важность для окисления хинола и связывания аурахина, мы получили вариант D239N AppC в штамме CBO и очищенный дикий тип bd -II и вариант D239N AppC из этого штамма с помощью процедуры, описанной выше. Из-за наличия хромосомного оперона appCBX вариант не мог быть получен в штамме BL21*Δ cyo . Белки, продуцируемые штаммом СВО, элюировались в идентичных положениях с хроматографических колонок.Примечательно, что ферментативная активность дурохинолоксидазы варианта D239N AppC составляла всего 23% от активности белка дикого типа (2,91 против 12,84 мкмоль/мг/мин). Кроме того, IC 50 снизился с 11,1 до 60,7 нМ (дополнительный рисунок 8). Таким образом, Asp239 на AppC активно участвует в связывании аурахина и окислении хинола. Связывание аурахина D полностью блокирует доступ к гему b 558 , первичному акцептору электронов из хинола (рис. 3c, d) и, таким образом, предотвращает дальнейший перенос электронов на гемы b 595 и d .

    Расположение групп гема и доступ к активному центру

    Группы гема b 558 , b 595 и d расположены между апулярным C и спиральным расположением TM Рис. 4а). Гем b 558 координируется His186 и Met393 как осевые лиганды, гем b 595 Glu445 и гем d His19. Железо-железное расстояние между гемом b 558 и гемом d равно 18.8 Å, что между пороками 595 595 595 595 595 595 595 и d составляет 11,1 Å (рис. 4а). Положение Trp441, обсуждаемое как важное для внутримолекулярного переноса электрона 39 и образования интермедиата F +* , консервативно по сравнению с оксидазой типа bd -I. Точно так же такое расположение гемовых групп в bd -II практически идентично расположению гемовых групп в пределах Е.coli bd -I. Примечательно, что гемы b 558 и b 595 доступны из мембраны. Для гема b 558 это неудивительно, поскольку он является первичным акцептором электронов от субстрата хинола 21,22,23,24,25 . Однако в то время как в E. coli bd -I гем b 595 экранирован от мембраны дополнительной четвертой субъединицей CydY (или CydH), четвертая субъединица не была обнаружена масс-спектрометрией bd – Препарат II в растворе и области низкой молекулярной массы 16% SDS-геля (дополнительный рис.1). Сообщалось, что оксидаза G. thermodenitrificans bd также не имеет гомолога CydY 25 , но по сравнению с E. coli bd -II положения гемов b 595 и

    4 d поменялись там. Следовательно, гем

    b 595 из E. coli bd -II находится в положении, которое соответствует активному центру фермента G. thermodenitrificans , что делает доступность мембраны вероятной.Однако архитектура вокруг E. coli bd -II гем d подразумевает, что это активный сайт, потому что спираль 3 TM AppC сильно изгибается (рис. 2 и 4). Эта кривизна обусловлена ​​​​вставкой дополнительного Leu101, также обнаруженного в E. coli bd -I, но отсутствующего в оксидазе G. thermodenitrificans bd (дополнительный рисунок 6). Эта вставка помещает Glu99 на координационное расстояние 5,1 Å к центральному Fe гема d, таким образом обеспечивая пространство для связывания субстрата.

    Рис. 4: Расположение групп гема в bd -II и связывание субстрата.

    a Расположение гемовых групп в AppC E. coli bd -II. b Канал от AppB до гема d . Канал, идентифицированный Caver, показан красным. Ala100 (темно-синий, показан в виде палочек) сужает диаметр канала. c Электронная плотность рядом с гемом d , которая может быть вызвана кислородом субстрата. d Разностные спектры УФ-видимой области bd -II, инкубированного с CN в течение 30 минут (слева), и восстановление образца, обработанного CN , дитионитом (справа).

    Чтобы экспериментально ответить на вопрос, является ли гем d или b 595 активным центром, препарат инкубировали с KCN и записывали разностные спектры в УФ-видимой области с течением времени (рис. 4d). Известно, что цианид реагирует с окисленной воздухом bd -I оксидазой, когда доступен гем d 40,41 . В результате реакции происходит замещение оксикомплекса гема d цианокомплексом, который не восстанавливается небольшим избытком восстановителя 40,41 .Препарат bd -II, инкубированный с 0,5 мМ KCN, четко показал развитие цианокомплекса гема d при 652 нм (рис. 4d). Кроме того, согласно литературным данным 40,41 , не удалось восстановить гем d в цианокомплексе с небольшим молярным избытком дитионита (рис. 4г). Эти данные устанавливают, что гем d действительно является активным центром bd -II. Это находит дополнительное подтверждение в дополнительной электронной плотности, расположенной в предполагаемой полости связывания субстрата между Glu74 и Glu94 в AppC, которая может быть вызвана кислородом или молекулой воды (рис.4с).

    Дикислород не имеет доступа к гему d через доступный для растворителя канал к гему b 595 , поскольку сам гем d блокирует более глубокое проникновение субстратов в активный центр. В E. coli bd -I был описан другой длинный субстратный канал для кислорода на противоположной стороне, ведущий от CydB к гему d на CydA 21,22 . Подобный канал также присутствует в bd -II, ведущий от AppB к Glu99 на AppC (рис.4б). Однако этот канал, по-видимому, имеет меньший диаметр, в частности, из-за метильной группы Ala100 на AppC, которая сужает диаметр канала примерно на одну четверть. В гомологичном положении bd -I имеет остаток Gly, который расширяет канал. Для дальнейшего анализа геометрии предполагаемых кислородных каналов обеих оксидаз мы исследовали радиусы с помощью программы Caver 3.0  42 . Анализ полученных моделей выявил радиусы 1,4 Å для bd -I и 1.2 Å для бод -II. Следовательно, несмотря на меньший диаметр канала bd -II, его все же достаточно для обеспечения доступа кислорода к гему d .

    Это означает, что Ala100 не блокирует кислородный канал. Однако если бы это произошло, мутация гомологичного Gly100 в bd -I в Ala100 значительно снизилась бы, если не полностью отменила бы активность мутанта. Соответственно, мы ввели соответствующую мутацию (G100A bd -I ) в оксидазу cydA bd -I.Вариант оксидазы bd -I получали из мутантного штамма, как описано 22 . Дурохинол: диоксигеноксидоредуктазная активность препарата G100A bd -I варианта (11,7 ± 0,3 мкмоль/мин/мг, стандартное отклонение) была даже несколько повышена по сравнению с таковой у препарата bd -I (8,6 ± 2,2 мкмоль). /мин/мг, стандартное отклонение). Таким образом, метильная группа Ala100 не препятствует доступу кислорода к гему d . Активность дурохинол:диоксигеноксидоредуктазы препарата bd -II была определена как 3.3 ± 0,2 мкмоль/мин/мг (стандартное отклонение), что примерно в 2,5 раза медленнее, чем у оксидазы bd -I, что согласуется с более высоким окислительно-восстановительным потенциалом гемовых групп (рис. 1).

    Сравнение с другими оксидазами

    bd

    Структура мономера E. coli bd -II очень похожа на структуру мономера E. coli bd -I (рис. 5a), что неудивительно, учитывая высокую сходство последовательностей около 60% 2 (дополнительный рисунок 6). Положения AppX и CydX полностью перекрываются, что подчеркивает их структурную роль в стабилизации связывания гема d и b 595 (рис.6а). Дополнительная роль AppX в опосредовании взаимодействий между двумя мономерами bd -II не приводит к изменению его структуры, что указывает на то, что отдельные остатки спирали ТМ действительно вносят вклад в образование димера. Соответственно, три общие субъединицы bd -I и bd -II выравниваются со среднеквадратичным отклонением (RMSD) 0,73 Å для атомов C α . В препарате bd -II отсутствует гомолог четвертой субъединицы CydY, блокирующий доступ к гему b 595 в bd -I.Однако относительный наклон между спиралями ТМ 1 и 8 AppC, обеспечивающими доступ к гему b 595 , меньше, чем в bd -I, и, следовательно, канал для гема более узкий. Тем не менее, он доступен из мембраны, как обсуждалось выше. Кроме того, гем-группы связываются в очень сходных положениях внутри оксидаз (рис. 6b), как уже указано в родственных спектрах различия окислительно-восстановительного потенциала в УФ-видимой области (рис. 1). То же самое относится и к положению структурного убихинона-8, замещающего гемовые группы в AppB/CydB (рис.6в, г).

    Рис. 5: Наложение оксидазы bd -II с bd -I и G. thermodenitrificans bd .

    a Наложенная структура E. coli bd -II и E. coli bd -I и b E. coli bd -II и G. thermodenitrificans 0 оксидазы bd 900. Субъединица AppC показана синим цветом, AppB — зеленым, а AppX — оранжевым. Все гомологичные субъединицы оксидазы E. coli bd -I и G. thermodenitrificans bd показаны серым цветом.Группы гема показаны желтым цветом, а убихинон-8 – красным.

    Рис. 6: Структурное сходство между E. coli bd -I и bd -II.

    a Наложение малых субъединиц AppX (оранжевый) и CydX (красный). b Наложение гемовых групп. c Наложение убихинона-8 в E. coli bd -II (серый, кислород выделен красным) и bd -I (синий, кислород выделен красным). Карта кулоновской плотности показана как поверхность с номером 1.0 σ (вырезано на радиусе 2,4 Å вокруг центров атомов модели). d Крупный план расположения головной группы убихинона-8 в bd -I (бледно-голубые линии) и в bd -II (бирюзовые палочки). bd -II субъединица AppB показана в виде рисунка. Кулоновская плотность дана для убихинона-8 (связанного с AppB) и для соседних аминокислот Ala218 B и Gly219 B AppB при σ -уровнях 1,2 (бледно-голубой) и 2,0 (светло-серый), обе вырезано на 2.Радиус 3 Å вокруг центров модельных атомов.

    Структура E. coli bd -II также очень похожа на структуру оксидазы G. thermodenitrificans bd (рис. 5b). Важно отметить, что доступ из мембраны к E. coli b 595 и G. thermodenitrificans гему d , находящимся в гомологичных положениях, отличается друг от друга. Судя по положению белкового остова производной модели, доступ к гему активного центра d в G.thermodenitrificans обеспечивается открытым туннелем диаметром 6,6 Å (дополнительный рисунок 9). Гомологическое положение в bd -II имеет форму узкой замочной скважины с максимальным диаметром 5,5 Å (дополнительный рисунок 9). Однако даже этой обструкции входа недостаточно для предотвращения реакции субстрата с гемом b 595 in bd -II.

    Протонный путь

    Реакция оксидаз bd зависит от протонного пути, который обеспечивает поглощение протонов из цитоплазматического участка в гем d , где кислород восстанавливается до воды.Спирали ТМ 2 и 3 AppC и AppB соответственно образуют широкую полость в цитоплазматическом участке мембраны (рис. 7). Из-за своей гидрофильной природы эта полость, скорее всего, заполнена молекулами воды. Гидрофильный канал, образованный четырьмя спиралями, выступает из большой гидрофильной полости и простирается почти на всем протяжении до гема d . Протоны также могут получить доступ к гему d через Asp105 и Glu58 AppC. Отсюда их можно перевести в пропионатную группу гема d .Сайт входа протона bd -II гораздо более открыт, чем у других оксидаз (рис. 7). Расстояние от Asp105 до группы пропионата гема составляет 13,1 Å. Интересно, что канал к гему d более узкий у bd -I и bd из G. thermodenitrificans , препятствуя доступу молекул воды, как видно из анализа Кейвера 42 . Соответственно, необходимы более титруемые боковые цепи, чтобы довести протоны до гема d .Путь протонов, ведущий по ряду титруемых остатков от Asp119 ( bd -I) к пропионату гема, покрывает расстояние 24,2 Å, тогда как соответствующий путь, начинающийся с His126 в G. thermodenitrificans , имеет длину даже 30,1 Å.

    Рис. 7: Предполагаемые пути протонов к гему d .

    a показывает короткий канал в bd -II, который начинается в конце большой гидрофильной полости, b более длинный протонный путь вдоль ряда титруемых аминокислотных остатков в bd -I и c два предложенных расширенных пути протонов в Гс.thermodenitrificans bd оксидаза 25 . Предполагаемые пути протонов обозначены красными стрелками, соединяющими титруемые остатки. Предполагаемый второй путь в оксидазе G. thermodenitrificans bd указан синей стрелкой.

    Структура каталитического домена РНКазы Е Escherichia coli и влияние на оборот РНК

  • Грюнберг-Манаго, М. Стабильность информационной РНК и ее роль в контроле экспрессии генов у бактерий и фагов. год. преп.Жене. 33 , 193–227 (1999)

    КАС Статья Google ученый

  • Кувано, М. и др. Ген, влияющий на продолжительность жизни матричной РНК: мутант Escherichia coli с измененной стабильностью мРНК. Мол. Генерал Жене. 154 , 279–285 (1977)

    КАС Статья Google ученый

  • Оно, М. и Кувано, М.Условно-летальная мутация в штамме Escherichia coli с более длительным химическим периодом полураспада мРНК. Дж. Мол. биол. 129 , 343–357 (1979)

    CAS Статья Google ученый

  • Бернштейн, Дж. А., Лин, П.-Х., Коэн, С. Н. и Лин-Чао, С. Глобальный анализ функции Escherichia coli РНК-деградосомы с использованием ДНК-микрочипов. Проц. Натл акад. науч. США 101 , 2758–2763 (2004)

    ОБЪЯВЛЕНИЕ КАС Статья Google ученый

  • Мадд, Э.A. & Higgins, C.F. Escherichia coli эндорибонуклеаза РНКаза E: ауторегуляция экспрессии и сайт-специфическое расщепление мРНК. Мол. микробиол. 9 , 557–568 (1993)

    КАС Статья Google ученый

  • Апирион, Д. и Лассар, А. Б. Условно летальный мутант Escherichia coli , который влияет на процессинг рибосомной РНК. Дж. Биол. хим. 253 , 1738–1742 (1978)

    КАС Google ученый

  • Лундберг У.и Альтман, С. Процессинг предшественника каталитической РНК-субъединицы РНКазы P из Escherichia coli . РНК 1 , 327–334 (1995)

    CAS пабмед ПабМед Центральный Google ученый

  • Оу, М. С. и Кушнер, С. Р. Инициация созревания тРНК с помощью РНКазы Е необходима для жизнеспособности клеток Escherichia coli . Гены Дев. 16 , 1102–1115 (2002)

    КАС Статья Google ученый

  • Ли, З., Pandit, S. & Deutscher, M.P. РНКаза G (белок CafA) и РНКаза E необходимы для 5′-созревания 16S рибосомной РНК. EMBO J. 18 , 2878–2885 (1999)

    CAS Статья Google ученый

  • Ким К.-С. & Lee, Y. Регуляция биогенеза 6S РНК путем переключения использования как сигма-факторов, так и эндорибонуклеаз. Рез. нуклеиновых кислот. 32 , 6057–6068 (2004)

    КАС Статья Google ученый

  • Буве, П.и Беласко, Дж. Г. Контроль опосредованной РНКазой Е деградации РНК путем 5′-концевого спаривания оснований в E. coli . Природа 360 , 488–491 (1992)

    АДС КАС Статья Google ученый

  • Mackie, G. A. Рибонуклеаза E представляет собой эндонуклеазу, зависимую от 5′-конца. Природа 395 , 720–723 (1998)

    АДС КАС Статья Google ученый

  • Маки, Г.А. Стабилизация кольцевой мРНК rpsT демонстрирует 5′-концевую зависимость действия РНКазы Е in vivo . Дж. Биол. хим. 275 , 25069–25072 (2000)

    КАС Статья Google ученый

  • Coburn, G. A. & Mackie, G. A. Деградация мРНК в Escherichia coli : старая проблема с некоторыми новыми поворотами. Прог. Нуклеиновая Кислота Рез. 62 , 55–108 (1999)

    КАС Статья Google ученый

  • Аваринд, Л.& Кунин, Е. В. Естественная классификация рибонуклеаз. Методы Фермент. 341 , 3–28 (2001)

    Статья Google ученый

  • McDowall, K.J. & Cohen, S.N. N-концевой домен продукта гена rne обладает активностью РНКазы E и не перекрывается с сайтом связывания РНК, богатым аргинином. Дж. Мол. биол. 255 , 349–355 (1996)

    КАС Статья Google ученый

  • Кидо, М.и другие. Полипептиды РНКазы E, лишенные карбоксиконцевой половины, подавляют мутацию mukB в Escherichia coli . J. Бактериол. 178 , 3917–3925 (1996)

    КАС Статья Google ученый

  • McDowall, KJ, Hernandez, RG, Lin-Chao, S. & Cohen, SN Чувствительные к температуре мутации ams-1 и rne-3071 в гене ams находятся в непосредственной близости друг от друга. другие и вызывают замены в домене, напоминающем продукт локуса Escherichia coli mre . J. Бактериол. 175 , 4245–4249 (1993)

    КАС Статья Google ученый

  • Wachi, M., Umitsuki, G., Shimizu, M., Takada, A. & Nagai, K. 5′-конец 16S рРНК. Биохим. Биофиз. Рез. коммун. 259 , 483–488 (1999)

    КАС Статья Google ученый

  • Каллаган, А.Дж. и др. Исследования РНК-деградосомоорганизующего домена РНКазы E Escherichia coli . J. Mol. биол. 340 , 965–979 (2004)

    CAS Статья Google ученый

  • Карпусис, А. Дж. Деградосома РНК Escherichia coli : структура, функция и взаимосвязь в других рибонуклеолитических мультиферментных комплексах. Биохим. соц. Транс. 30 , 150–155 (2002)

    КАС Статья Google ученый

  • Каллаган, А.Дж. и др. «Zn-link»: интерфейс обмена металлами, который организует четвертичную структуру и каталитический сайт эндорибонуклеазы, РНКазы E. Biochemistry 44 , 4667–4675 (2005)

    CAS Статья Google ученый

  • Lin-Chao, S. & Cohen, S.N. Скорость процессинга и деградации антисмысловой РНК I регулирует репликацию плазмид типа ColE1 in vivo . Сотовый 65 , 1233–1242 (1991)

    CAS Статья Google ученый

  • Редько Ю.и другие. Определение каталитических параметров N-концевой половины рибонуклеазы E E. coli и идентификация критических функциональных групп в РНК-субстратах. Дж. Биол. хим. 278 , 44001–44008 (2003)

    КАС Статья Google ученый

  • Jiang, X. & Belasco, JG. Каталитическая активация мультимерной РНКазы E и РНКазы G с помощью 5′-монофосфорилированной РНК. Проц. Натл акад.науч. США 101 , 9211–9216 (2004)

    ОБЪЯВЛЕНИЕ КАС Статья Google ученый

  • Кабердин В. Р. Исследование субстратной специфичности Escherichia coli РНКазы E с использованием нового анализа на основе олигонуклеотидов. Рез. нуклеиновых кислот. 31 , 4710–4716 (2003)

    КАС Статья Google ученый

  • Коэн, С.Н. и МакДауэлл, К. Дж. РНКаза Е: все еще удивительно загадочный фермент. Мол. микробиол. 23 , 1099–1106 (1997)

    КАС Статья Google ученый

  • McDowall, K. J., Lin-Chao, S. & Cohen, S. N. Специфичность расщепления РНКазой Е определяется содержанием A + U, а не определенным порядком нуклеотидов. Дж. Биол. хим. 269 , 10790–10796 (1994)

    КАС Google ученый

  • Линь-Чао, С., Wong, T.T., McDowall, KJ & Cohen, S.N. Влияние нуклеотидной последовательности на специфичность rne -зависимого и опосредованного РНКазой E расщепления РНК I, кодируемой плазмидой pBR322. Дж. Биол. хим. 269 , 10797–10803 (1994)

    КАС Google ученый

  • Callaghan, A.J. et al. Четвертичная структура и каталитическая активность амино-концевого каталитического домена Escherichia coli рибонуклеазы E. Биохимия 42 , 13848–13855 (2003)

    CAS Статья Google ученый

  • Произошла ошибка при настройке пользовательского файла cookie

    Этот сайт использует файлы cookie для повышения производительности. Если ваш браузер не принимает файлы cookie, вы не можете просматривать этот сайт.


    Настройка браузера на прием файлов cookie

    Существует множество причин, по которым файл cookie не может быть установлен правильно.Ниже приведены наиболее распространенные причины:

    • В вашем браузере отключены файлы cookie. Вам необходимо сбросить настройки браузера, чтобы принять файлы cookie, или спросить вас, хотите ли вы принимать файлы cookie.
    • Ваш браузер спрашивает, хотите ли вы принимать файлы cookie, и вы отказались. Чтобы принять файлы cookie с этого сайта, нажмите кнопку «Назад» и примите файл cookie.
    • Ваш браузер не поддерживает файлы cookie. Попробуйте другой браузер, если вы подозреваете это.
    • Дата на вашем компьютере в прошлом.Если часы вашего компьютера показывают дату до 1 января 1970 г., браузер автоматически забудет файл cookie. Чтобы это исправить, установите правильное время и дату на своем компьютере.
    • Вы установили приложение, которое отслеживает или блокирует установку файлов cookie. Вы должны отключить приложение при входе в систему или проконсультироваться с системным администратором.

    Почему этому сайту требуются файлы cookie?

    Этот сайт использует файлы cookie для повышения производительности, запоминая, что вы вошли в систему, когда переходите со страницы на страницу.Предоставить доступ без файлов cookie потребует от сайта создания нового сеанса для каждой посещаемой вами страницы, что замедляет работу системы до неприемлемого уровня.


    Что сохраняется в файле cookie?

    Этот сайт не хранит ничего, кроме автоматически сгенерированного идентификатора сеанса в файле cookie; никакая другая информация не фиксируется.

    Как правило, в файле cookie может храниться только та информация, которую вы предоставляете, или выбор, который вы делаете при посещении веб-сайта.Например, сайт не может определить ваше имя электронной почты, если вы не решите ввести его. Разрешение веб-сайту создавать файлы cookie не дает этому или любому другому сайту доступ к остальной части вашего компьютера, и только сайт, создавший файл cookie, может его прочитать.

    %PDF-1.3 % 216 0 объект > эндообъект внешняя ссылка 216 154 0000000016 00000 н 0000003432 00000 н 0000003626 00000 н 0000003657 00000 н 0000003720 00000 н 0000004590 00000 н 0000005195 00000 н 0000005262 00000 н 0000005445 00000 н 0000005506 00000 н 0000005638 00000 н 0000005727 00000 н 0000005788 00000 н 0000005898 00000 н 0000005959 00000 н 0000006117 00000 н 0000006178 00000 н 0000006280 00000 н 0000006394 00000 н 0000006498 00000 н 0000006558 00000 н 0000006701 00000 н 0000006760 00000 н 0000006847 00000 н 0000006976 00000 н 0000007036 00000 н 0000007149 00000 н 0000007209 00000 н 0000007318 00000 н 0000007378 00000 н 0000007494 00000 н 0000007553 00000 н 0000007654 00000 н 0000007714 00000 н 0000007815 00000 н 0000007875 00000 н 0000007977 00000 н 0000008037 00000 н 0000008139 00000 н 0000008199 00000 н 0000008301 00000 н 0000008361 00000 н 0000008463 00000 н 0000008523 00000 н 0000008625 00000 н 0000008685 00000 н 0000008787 00000 н 0000008847 00000 н 0000008907 00000 н 0000008968 00000 н 0000009085 00000 н 0000009146 00000 н 0000009270 00000 н 0000009331 00000 н 0000009460 00000 н 0000009521 00000 н 0000009653 00000 н 0000009714 00000 н 0000009821 00000 н 0000009882 00000 н 0000009943 00000 н 0000010004 00000 н 0000010076 00000 н 0000010135 00000 н 0000010276 00000 н 0000010417 00000 н 0000010558 00000 н 0000010699 00000 н 0000010840 00000 н 0000010981 00000 н 0000011122 00000 н 0000011263 00000 н 0000011404 00000 н 0000011548 00000 н 0000011689 00000 н 0000011832 00000 н 0000011976 00000 н 0000012093 00000 н 0000012208 00000 н 0000012323 00000 н 0000012444 00000 н 0000012562 00000 н 0000012680 00000 н 0000012795 00000 н 0000012912 00000 н 0000013029 00000 н 0000013148 00000 н 0000013265 00000 н 0000013382 00000 н 0000013496 00000 н 0000013614 00000 н 0000013728 00000 н 0000013846 00000 н 0000013964 00000 н 0000014077 00000 н 0000014196 00000 н 0000014312 00000 н 0000014430 00000 н 0000014547 00000 н 0000014667 00000 н 0000014785 00000 н 0000014904 00000 н 0000015014 00000 н 0000015277 00000 н 0000016142 00000 н 0000017092 00000 н 0000017288 00000 н 0000018229 00000 н 0000019170 00000 н 0000021762 00000 н 0000021822 00000 н 0000022256 00000 н 0000022452 00000 н 0000036759 00000 н 0000037709 00000 н 0000050470 00000 н 0000050493 00000 н 0000051938 00000 н 0000052861 00000 н 0000052921 00000 н 0000053519 00000 н 0000053735 00000 н 0000053758 00000 н 0000055221 00000 н 0000055281 00000 н 0000055839 00000 н 0000057784 00000 н 0000058022 00000 н 0000058045 00000 н 0000059382 00000 н 0000059405 00000 н 0000060619 00000 н 0000060642 00000 н 0000061909 00000 н 0000061932 00000 н 0000063360 00000 н 0000064311 00000 н 0000064691 00000 н 0000066795 00000 н 0000067746 00000 н 0000069324 00000 н 0000069637 00000 н 0000069660 00000 н 0000071364 00000 н 0000071386 00000 н 0000071708 00000 н 0000071786 00000 н 0000071917 00000 н 0000072637 00000 н 0000072705 00000 н 0000072778 00000 н 0000072850 00000 н 0000003761 00000 н 0000004568 00000 н трейлер ] >> startxref 0 %%EOF 217 0 объект > эндообъект 218 0 объект [ 219 0 Р ] эндообъект 219 0 объект > /Ф 292 0 Р >> эндообъект 220 0 объект > эндообъект 368 0 объект > поток H[h`ϗ];]B ТС: ڹuIz аВ^ ڵ1(ⳓ(^|T6D~8$

    Мультимасштабная структура генома Escherichia coli

    Бактерия Escherichia coli находится в центре внимания исследований в области биологии.Но организацию его генома более высокого порядка еще предстояло исследовать с использованием таких методов, как захват конформации хромосом (3C/Hi-C). В статье, опубликованной в журнале Cell , ученые из Института Пастера с помощью этого подхода выявили существование нескольких уровней хромосомной укладки, связанных с известными белками, включая конденсин и гистоноподобный белок HU, роль которых в поддержании структуры этот геном был до сих пор неясен.

    «Все геномы должны быть специально организованы, чтобы обеспечить их правильное функционирование, например, для регулирования доступа к содержащейся в них генетической информации, — объясняет Ромен Кошул, руководитель отдела пространственного регулирования геномов Института Пастера.Бактериальные геномы, которые обычно состоят из одной кольцевой хромосомы, не являются исключением». Эта хромосома организована в структуру, называемую нуклеоидом, которая в то же время обеспечивает генную регуляцию и сегрегацию реплицированных хромосом. Результаты предыдущих исследований проведенные на разных видах бактерий, показали или предположили, что образование нуклеоидов является результатом разных процессов:

    • Суперспирализация молекул ДНК,
    • скопление макромолекул,
    • процессов, таких как транскрипция,
    • образование бактериального хроматина в результате связывания белков с ДНК,
    • и, наконец, конденсация ДНК с помощью белков конденсинового типа.

    омикс подход к изучению контактов между сегментами ДНК…

    Используя различные подходы, сочетающие геномные методы (захват конформации хромосом или 3C/Hi-C), генетические методы и флуоресцентную микроскопию, ученые из I2BC (CNRS, CEA, Paris-Sud University, Paris-Saclay University), Института Пастера, Коллеж де Франс и Университет Пьера и Марии Кюри изучили влияние нескольких факторов, контролирующих укладку хромосом и многоуровневую организацию у модельной бактерии Escherichia coli .Как? Путем анализа организации хромосом из различных мутантов E. coli с использованием метода 3C, который количественно определяет физические контакты между сегментами вдоль молекул ДНК и устанавливает их относительное положение.

    При этом ученым удалось определить влияние регуляции транскрипции на локальную структуру ДНК и роль основных белков, связанных с нуклеоидом, на трехмерную организацию хромосомы. «Мы выявили два способа коммуникации в хромосомной ДНК, которые определяют две отдельные структурные единицы — ter-область, часть хромосомы, где заканчивается репликация генома, и остальная часть хромосомы», — поясняет ученый.

    … и пролить свет на роль некоторых белков

    Первый способ коммуникации, который согласуется в основной части хромосомы, за исключением ter-области, обеспечивает дальние контакты в ДНК. Эти контакты являются результатом совместного действия бактериального конденсина и белка HU. Хотя неудивительно, что активность конденсина стимулирует контакты между удаленными участками ДНК, роль вездесущих белков HU в обеспечении таких взаимодействий на большие расстояния in vivo ранее никогда не описывалась, что открывает новые возможности для исследований.

    Второй метод связи регулирует область ter, где белок MatP предотвращает активность конденсина, тем самым изолируя эту область от остальной части генома. «Здесь MatP играет роль структурного регулятора, препятствуя конденсину способствовать контактам между отдаленными сайтами в ter-области», и это бросает вызов модели, согласно которой этот белок, напротив, соединяет отдаленные области.

    Новые направления с использованием

    омик технологий

    Исследование выявило многоуровневую конформацию хромосом с участием белков с различными и неожиданными свойствами для управления динамикой хромосом.В совокупности результаты подчеркивают уникальные свойства области ter в E. coli и показывают, как этот вид выбрал стратегии, которые придают специфические и отличные свойства этой хромосомной области, которые отличаются, например, от других бактерий, таких как Bacillus subtilis.

    Эти ключевые открытия жизненно важны для понимания метаболизма бактериальных хромосом. Они также показывают, что вездесущие и очень распространенные ДНК-связывающие белки, такие как HU, о которых давно известно, что они взаимодействуют с ДНК, но роль которых остается неясной, важны для многоуровневого структурирования хромосомы in vivo .Геномные методы 3С-типа, которые широко используются у эукариот, но сравнительно редко у бактерий, демонстрируют здесь свою актуальность для изучения функции нуклеоидов.

     

    Эпоха «омиксов»

    “Мы вступили в эру геномики или, в более широком смысле, в эру “омики”, когда такие методы, как транскриптомика, протеомика, эпигеномика и метаболомика, могут использоваться для получения десятков тысяч точек данных в одном анализе данный образец, такой как клетка, клеточная популяция или орган.Текущий результат секвенирования может достигать 60 миллиардов нуклеотидов в день, и биологи начали анализировать более крупные образцы, такие как микробная популяция в капле воды, горсти земли или кишечнике когорты пациентов».

    Из книги Институт Пастера / Сегодняшние исследования, завтрашняя медицина. Абрамс. 35 долларов США / 44 канадских доллара / 26,99 фунтов стерлингов в Великобритании.
    Все гонорары переданы в дар Институту Пастера. 208 страниц, формат: 190 x 255.

     

     

    Источник
    Многомасштабное структурирование E.coli с помощью нуклеоид-ассоциированных и конденсированных белков, Cell, 8 февраля 2018 г.
    Вирджиния С. Лиой 1*, Аксель Курнак 2,3*, Марсьяль Марбути 2,3, Стефан Дуигу 1, Жюльен Моззиконаччи 4, Оливье Эспели 5 , Фредерик Боккар 1#, Ромен Кошуль 2,3#.
    1. Institut de Biologie Intégrative de la Cellule, CEA, CNRS, Université Paris-Sud, Université Paris-Saclay,
    Gif-sur-Yvette Cedex, France
    génomes, 75015 Париж, Франция
    3.CNRS, UMR 3525, 75015 Париж, Франция
    4. Университеты Сорбонны, Лаборатория теоретической физики материи, UMR 7600, Университет Пьера и Марии Кюри, 75005 Париж, Франция
    5. Центр междисциплинарных исследований в области биологии, Коллеж де Франс , UMR-CNRS 7241, INSERM U1050, Париж, Франция

     

    Липополисахариды

    Ядро липида А состоит из β-глюкозамин-(1→6)-глюкозамин-1-фосфата с эфирами жирных кислот, присоединенными к обоим углеводам.Длина ацильной цепи и количество ацильных групп могут различаться у разных видов бактерий, но относительно консервативны внутри вида. Внутреннее полисахаридное ядро ​​обычно содержит от 1 до 4 молекул KDO (3-дезокси-α-D-маннооктулозоновая кислота), присоединенных к дисахаридному ядру. KDO специфически связан с липополисахаридом, и считалось, что биологически активный липид А требует по крайней мере одного остатка KDO для выживания бактерий. 2 Однако супрессорный штамм Escherichia coli K-12 с дефицитом KDO демонстрирует, что потребность в KDO не является абсолютной для жизнеспособности. 3

    Внутреннее ядро, содержащее KDO, также модифицировано моносахаридами гептулозы (кетогептозы), наиболее распространенным из которых является L-глицеро-α-D-манно-гептопираноза. Остатки внутреннего гликана обычно фосфорилированы или модифицированы фосфатсодержащими группами, например, пирофосфатом или 2‑аминоэтилфосфатом. Фосфатные группы липополисахаридов увеличивают общий отрицательный заряд клеточной мембраны и способствуют стабилизации структуры.

    Внешнее ядро ​​липополисахарида содержит более распространенные гексозы, включая глюкозу, галактозу и N-ацетилглюкозамин, и структурно более разнообразно, чем внутреннее ядро.

    О-антиген представляет собой повторяющуюся единицу олигосахарида, обычно состоящую из двух-шести сахаров. О-антиген является основным структурным компонентом липополисахарида, который дифференцирует бактерии. Отличительные структуры О-антигена использовались для идентификации и присвоения серогрупп Escherichia coli , Salmonella enterica и Vibrio cholerae . 4 Липополисахариды из грубых мутантных штаммов E. coli лишены О-антигенной части структуры.

    Центральный участок и участок липида А липополисахарида могут иметь некоторую изменчивость в структуре, в то время как О-антиген имеет высокую степень структурной изменчивости, а также изменчивость по количеству повторяющихся единиц. Эти различия приводят к значительной гетерогенности препаратов ЛПС. Поскольку ЛПС является гетерогенным и имеет тенденцию образовывать агрегаты различных размеров, сообщается, что диапазон «молекулярной массы» для этих агрегатов составляет 1–4 миллиона Дальтон или больше. Когда ЛПС обрабатывают додецилсульфатом натрия (ДСН) и нагревают, молекулярная масса составляет ~ 50-100 кДа. 5

    Функции и приложения

    У грамотрицательных бактерий мембранные липополисахариды защищают бактерии от действия солей желчных кислот и липофильных антибиотиков. 6

    Липополисахариды являются термостабильными эндотоксинами и уже давно признаны ключевым фактором септического шока (септицемии) у людей 1,7 и, в более общем плане, вызывают сильный иммунный ответ в нормальных клетках млекопитающих. Фрагмент липида А был идентифицирован как критический для эндотоксиновой активности липополисахарида.Это было продемонстрировано Галаносом и др. путем обнаружения идентичных результатов биологической активности, включая эндотоксическую активность, между синтетическими и природными препаратами E. coli липида А. 8 Активный рецептор липополисахарида был идентифицирован как рецепторный комплекс CD14/TLR4/MD2, который способствует секреции провоспалительных цитокинов, включая фактор некроза опухоли-α и интерлейкин-1. 9 В то время как компонент липида А в первую очередь отвечает за активацию иммунного ответа, полисахаридный компонент ЛПС Salmonella enterica также необходим для активации NF-κB. 10

    Препараты липополисахарида использовались в исследованиях для выяснения структуры ЛПС, 11 метаболизма, 12 иммунологии, 13 физиологии, 14 токсичности, 15 и биосинтеза. 16 Они также использовались для индукции синтеза и секреции стимулирующих рост факторов, таких как интерлейкины. 17,18 Из-за его связи с септицемией липополисахарид был изучен для выявления возможных мишеней для антител и ингибиторов биосинтеза ЛПС. 19,20

    Экстракция и очистка

    Липополисахариды могут быть получены путем экстракции из ТХУ, 21 фенола, 22,23 или фенол-хлороформ-петролейного эфира (для грубых штаммов). 24 Липополисахариды, экстрагированные ТХУ, структурно сходны с липополисахаридами, экстрагированными фенолом, с аналогичными электрофоретическими паттернами и эндотоксичностью. Основные различия заключаются в количестве нуклеиновых кислот и белковых примесей, оставшихся после экстракции.Экстракты ТСА содержат ~2% РНК и ~10% денатурированных белков, в то время как фенольные экстракты содержат до 60% РНК и <1% белка. Последующая очистка с помощью гель-фильтрационной хроматографии удаляет большую часть белка, присутствующего в фенолэкстрагированном ЛПС, но дает препарат, содержащий 10-20% нуклеиновых кислот. Дальнейшая очистка с использованием ионообменной хроматографии дает липополисахаридный продукт, который содержит <1% белка и <1% РНК.

    .

    Добавить комментарий

    Ваш адрес email не будет опубликован.