Особенности энергетического обмена микроскопических грибов-деструкторов промышленных материалов при экстремальном воздействии температурного и химического факторов

Перцева, Анна Дмитриевна

Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему
Особенности энергетического обмена микроскопических грибов-деструкторов промышленных материалов при экстремальном воздействии температурного и химического факторов
ВАК РФ 03.00.16, Экология

Содержание диссертации, кандидата биологических наук, Перцева, Анна Дмитриевна

I. Введение

II. Обзор литературы

II. 1. Действие экстремальных факторов на метаболизм микроскопических грибов

II. 1.1. Механизмы адаптации организмов к действию экстремального фактора (теплового шока). Влияние гипертермии на микроскопические грибы

II. 1.2. Фунгициды как один из способов защиты от биоповреждений. Действие фунгицидов на метаболизм грибов

II.2. Особенности энергетического обмена микроскопических грибов

11.2.1. Полифосфатная система микроскопических грибов

11.2.2. Современные представления о строении и свойствах фосфатаз микроскопических грибов

11.2.3. Компоненты адениловой системы микроскопических грибов

III. Экспериментальная часть

III. 1. Объекты исследования и постановка опытов 52 III. 1.1. Объекты исследования 52 111.1.2. Получение культуры плесневых грибов 52 III. 1.3. Исследование динамики роста 53 III. 1.4. Определение стрессирующих доз действующих факторов

ТШ и биоциды) для микроскопических грибов А. niger и Р. ochro-chloron

III. 1.5. Постановка экспериментов по оценке стрессирующего воздействия (ТШ и биоциды) на микроскопические грибы

Ш.2. Методы исследования

Ш.2.1. Определение содержания неорганических полифосфатов

Ш.2.2. Определение полифосфатазной активности

Ш.2.3. Определение содержания адениловых нуклеотидов

Ш.2.4. Определение АТФазной активности

Ш.2.5. Определение интенсивности дыхания

Ш.2.6. Определение фосфатазной активности

Ш.2.7. Определение пирофосфатазной активности 57 Ш.2.8. Определение содержания неорганического фосфата в культуральной среде

Ш.2.9. Определение содержания сахарозы в культуральной среде

Ш.2.10. Статистическая обработка результатов

Ш.З. Результаты и их обсуждение

Ш.3.1. Определение стрессирующих доз действующих факторов (ТШ и биоциды) для микроскопических грибов А. ^ег и Р. оскго-сЫогоп

Ш.З. 1.1. Исследование динамики роста микроскопических грибов А. niger и Р. оскго-сЫогоп в процессе культивирования на жидких питательных средах

Ш.З. 1.2. Подбор стрессирующей дозы температуры для микроскопических грибов

Ш.З. 1.3. Подбор стрессирующей концентрации биоцидов метацида и АБП-40) для микромицетов

Ш.З.2. Влияния экстремальных воздействий на полифосфатную систему микроскопических грибов А. niger и Р. оскго-сМогоп

Ш.3.2.1. Содержания неорганических полифосфатов у микроскопических грибов А. niger и Р. оскго-сЫогоп 67 Ш.З.2.2. Исследование содержания неорганических полифосфатов у грибов А. пщег и Р. оскго-сМогоп в условиях теплового стресса

Ш.3.2.3. Исследование содержания неорганических полифосфатов у грибов А. niger и Р. оскго-сЫогоп в условиях воздействия биоцидами

Ш.3.2.4. Влияния экстремальных воздействий на полифосфатазную активность микроскопических грибов 75 Ш.3.2.4.1. Изучение некоторых свойств полифосфатаз грибов

А. niger и Р. оскго-сМогоп

Ш.3.2.4.2. Полифосфатазная активность микроскопических грибов в условиях экстремальных воздействий (тепловой шок и действие биоцидов)

Ш.З.З. Адениловая система микроскопических грибов в условиях экстремальных воздействий

Ш.З.З. 1. Содержание адениловых нуклеотидов в мицелии микроскопических грибов А. niger и Р.осИго-сМогоп 82 Ш.З.З.2. Содержание адениловых нуклеотидов у микроскопических грибов в условиях ТШ 84 Ш.З.З.З. Содержание адениловых нуклеотидов у микроскопических грибов в условиях «химического стресса» 86 Ш.З.З.4. Исследование влияния ТШ на АТФ-гидролазную активность грибов А. niger и Р. оскго-сМогоп

Ш.З.З.5. Исследование влияния биоцидов на АТФазную активность грибов А. niger и Р. оскго-сЫогоп

Ш.З.З.6. Влияние экстремальных воздействий (гипертермия и действие биоцидов) на различные типы АТФаз микроскопических грибов

Ш.3.4. Влияние «химического стресса» на дыхание грибов

А. niger и Р. оскго-сМотоп

Ш.3.5. Фосфатазная активность микроскопических грибов в условиях экстремальных воздействий

111.3.5.1. Изучение некоторых свойств фосфатаз микромицетов

111.3.5.2. Исследование влияния гипертермии на фосфатазную активность микроскопических грибов A. niger и

P. ochro-chloron

111.3.5.3. Исследование действия биоцидов на фосфатазную активность грибов A. niger и P. ochro-chloron

111.3.6. Влияние экстремальных воздействий (ТШ и действие биоцидов) на пирофосфатазную активность микроскопических грибов

111.3.6.1. Изучение некоторых свойств пирофосфатаз микроскопических грибов A. niger и P. ochro-chloron

111.3.6.2. Пирофосфатазная активность микроскопических грибов в условиях теплового шока и действия биоцидов

111.3.7. Влияние экстремальных факторов (гипертермии и действия биоцидов) на содержание неорганического фосфата у микроскопических грибов

Введение Диссертация по биологии, на тему "Особенности энергетического обмена микроскопических грибов-деструкторов промышленных материалов при экстремальном воздействии температурного и химического факторов"

Жизнь любого организма проходит под воздействием множества экологических факторов, которые и определяют особенности его жизнедеятельности. В последнее время отмечено возрастание внимания к влиянию различного рода экстремальных воздействий на живые организмы. Особенно актуально исследование стрессовой реакции - неспецифического адаптационного синдрома.

Несмотря на все многообразие физиологических реакций живых организмов на различные типы стрессовых воздействий, в своей основе они являются достаточно сходными, что позволяет говорить об универсальности адаптивного ответа и существовании детальных различий, зависящих лишь от типа экстремального воздействия и конкретного вида организма (Полевой, 1989; Пахомова, 1995; Пятыгин и др., 1999).

Рядом авторов показано, что одной из реакций в ответ на действие стрессового фактора являются изменения в энергетической системе организмов (Позмогова, Мальян, 1976, 1976а; Selwan, 1980; Смирнов и др., 1990; Пахомова, 1995; Андреищева, Звягильская, 1999).

В настоящее время наиболее изученными являются механизмы адаптации к экстремальным воздействиям у растительных и животных организмов, изменения же в метаболизме микроскопических грибов при действии стрессового фактора мало исследованы. Они тем более интересны, что у грибов, помимо стандартных для всех эукариот макроэргических соединений (нук-леозиттрифосфатов), имеется альтернативный вариант доноров фосфора и энергии - неорганические полифосфаты, которые, кроме процессов запасания и расходования энергии, участвуют также в поддержании ионного баланса, в структурной организации клеточной стенки, в регуляции активности ферментов метаболизма ДНК, РНК, полисахаридов, в регуляции экспрессии генов (Кулаев, 1975; Беккер, 1988; Вагабов и др., 2000; Кулаев и др., 2000; Рош 2000). Предполагается также значительная роль полифосфатов в механизме адаптации к неблагоприятным факторам (Иванов и др., 1996; Gonzales, Jensen, 1998; Torres et al., 1998; Schröder, Müller, 1999; Шредер и др., 2000).

Исследование влияния экстремальных воздействий на грибные организмы представляет интерес для понимания механизмов формирования адаптационных реакций живых организмов к стрессу. В практическом плане изучение воздействия стрессовых факторов на микроскопические грибы позволит целенаправленно и планомерно решать вопросы биодеструкции промышленных материалов, фитопатологии и биотехнологии.

Цели и задачи исследования

Цель данной работы состояла в выявлении особенностей энергетического обмена (систем полифосфатов, адениловых нуклеотидов и ферментативных систем, участвующих в метаболизме этих соединений) микроскопических грибов в условиях экстремальных воздействий некоторых абиотических факторов (ТШ и биоцидов).

Для достижения данной цели были поставлены следующие задачи:

1. Определить стрессирующие дозы исследуемых факторов: температурного и химического (биоцидов) для микроскопических грибов.

2. Исследовать влияние стрессовых факторов на полифосфатную систему микромицетов.

3. Исследовать адениловую систему микромицетов при действии стрессовых факторов (ТШ и биоциды).

4. Исследовать стрессирующее воздействие (ТШ и биоциды) на фосфа-тазную и пирофосфатазную активности микроскопических грибов.

5. Исследовать содержание неорганического фосфата у микромицетов в условиях экстремальных воздействий.

6. Выявить общие закономерности и особенности влияния стрессирую-щих температурного и химического факторов на энергетические процессы микроскопических грибов.

Научная новизна работы

Впервые исследовано влияние двух экстремальных факторов различной природы: температурного и химического, на энергетическую систему мице-лиальных грибов.

Воздействие теплового шока и биоцидов на энергетический обмен мик-ромицетов проявляется как в наличии специфических реакций, ход которых определяется природой стрессового фактора и видовой специфичностью грибов, так и в наличии неспецифических реакций, не зависящих от природы абиотического фактора.

Получены новые данные, подтверждающие универсальность адаптивного ответа и свидетельствующие об участии энергетической системы в формировании ответной реакции на действие стрессовых факторов.

Впервые выявлены общие тенденции и особенности полифосфатной и адениловой систем микроскопических грибов, как в нормальных условиях, так и в условиях стресса.

Впервые для микромицетов исследовано влияние ТШ и фунгицидов на активность трех основных типов АТФаз: Б-, Р- и У-типа.

В работе впервые установлено, что экстремальное воздействие температуры и биоцидов приводит к ингибированию фосфатазной активности экзо-форм микроскопических грибов, тогда как активность эндоформ, наоборот, увеличивается. Также при действии данных стрессовых факторов показано увеличение пирофосфатазной активности.

Исследуемые абиотические факторы (температура и биоциды), путем воздействия на некоторые компоненты энергетической системы грибов (полифосфатная и адениловая системы), способны оказывать влияние на адаптационные механизмы микромицетов, что позволяет, в определенной мере, регулировать устойчивость последних при экстремальном воздействии факторов внешней среды.

Практическая значимость работы

Полученные результаты важны для понимания механизма адаптивной реакции к стрессовым воздействиям. Результаты проведенных исследований дают возможность рассматривать полифосфатную и адениловую системы мицелиальных грибов как важные составляющие в формировании механизма стрессовой реакции. Знания о механизме адаптивной реакции микроскопических грибов позволят целенаправленно и планомерно решать вопросы биодеструкции промышленных материалов, фитопатологии и биотехнологии. Основные выводы и результаты могут быть использованы в учебном процессе на биологическом факультете Нижегородского госуниверситета при чтении спецкурса «Экологическая биотехнология».

II. Обзор литературы

II. 1. Действие экстремальных факторов на метаболизм микроскопических грибов

П.1.1. Механизмы адаптации организмов к действию экстремального фактора (теплового шока). Влияние гипертермии на микроскопические грибы

Организмы постоянно подвержены воздействию различных экстремальных факторов (радиационный, температурный, химический стресс и др.). По мнению ряда авторов (Селье, 1972; Меерсон, 1986; Войников, 1989; Полевой, 1989; Кузнецов и др., 1990; Блехман, 1992; Пахомова, 1995; Тка-ченко и др., 1998; Андреищева, Звягильская, 1999), самые различные факторы (кислоты, щелочи, гипо- и гипертонические растворы, температура, соли тяжелых металлов, радиоактивные изотопы и др.) вызывают однотипные морфологические и физиологические изменения в животных и растительных клетках. В данном разделе более подробно остановимся на механизмах адаптации к тепловому стрессу, как наиболее изученному. Повышенная температура, по сравнению с обычной физиологической нормой, относится к одному из широко распространенных экстремальных воздействий, и осуществление процессов жизнедеятельности организмов в этих условиях представляет одно из интересных биологических явлений. Способность выжить, а также расти и развиваться при воздействии повышенной температуры, является одним из совершенных механизмов, выработанных в процессе эволюции, - механизмом адаптации. Этот механизм сходен у разных форм организмов и характеризует не только влияние гипертермии, но и воздействие других экстремальных факторов (Карасевич, 1975; Билай, 1985).

Общеизвестно, что концепция стресса была сформирована Г. Селье. По определению Селье, стресс - это совокупность всех неспецифических изменений организма, возникающих под влиянием любого сильного воздействия и являющихся результатом работы неспецифического защитного организма, увеличивающего сопротивляемость организма к стрессовым факторам, или стрессорам (Пахомова, 1995). Селье (1972) разделил весь адаптационный процесс организма на три стадии: 1 - реакция тревоги, 2 - стадия адаптации, 3 - стадия истощения.

Однако первоначально стресс - это напряжение организма во время развития в нем универсальной защитной реакции на всевозможные воздействия. Стресс, как форма преодоления живой материей экстремальных условий, должен иметь общебиологический смысл, т. к. обеспечивает переход на новый уровень метаболизма. Нарушение гомеостаза - не критерий гибели клетки, а условие для перехода в новое состояние (Войников и др., 1989).

В первой фазе стресса развивается целый комплекс однотипных изменений, зависящих как от типа и дозы стрессора, так и от вида организма. К начальным обратимым неспецифическим процессам, происходящим в клетке гл 2+ при действии стрессора, относятся: переход Са в цитоплазму из вакуолей, митохондрий, эндоплазматической сети; изменение молекулярного состава в отдельных классах липидов и текучести мембран; активация гидролаз; снижение синтетических процессов (но одновременно активируется синтез РНКазы); разрыхление белковых глобул, изменение их вторичных, третичных и четвертичных структур; повышение проницаемости мембран и выход из клеток различных веществ; деполяризация мембран; сдвиг рН цитоплазмы в сторону более низких значений; нарушение окислительного фосфорилиро-вания; развитие свободнорадикальных реакций; синтез стрессовых белков на фоне падения общего количества белка и т. д. (Александров, 1985; Браун, Моженок; 1987; Полевой, 1989; Войников и др., 1989; Кулаева и др., 1991; Андреищева, Звягильская, 1999; Андреищева и др., 1999; Watson et al., 1999).

По мнению Г.Л. Шкорбатова (1982), адаптивный процесс может быть расчленен на следующие этапы:

1. Мобилизационная фаза (активация защитных механизмов);

2. Фаза перестройки адаптационных процессов;

3. Фаза включения новых механизмов адаптации;

4. Фаза стабилизации механизма.

Возможность адаптации обусловлена зависимостью термодинамических, химических, кинетических констант от температуры. Эта зависимость определяет направление и скорость химических реакций, конформационных переходов биологических макромолекул, фазовых переходов липидов, изменения проницаемости мембран и других процессов, функционирование которых обеспечивает жизнедеятельность организмов при повышенной температуре (Билай, 1985).

В.Я. Александров (1975) выдвинул гипотезу о механизмах адаптации организмов к повышенной температуре, заключающуюся в том, что для нормального функционирования организмов при высокой температуре их белки, нуклеиновые кислоты и липиды должны обладать определенным уровнем конформационной гибкости (т. е. они должны находиться в "семилабильном" или "семистабильном" состоянии). При подъеме температуры, несмотря на сдерживающее влияние гидрофобного взаимодействия, имеет место общая или локальная лабилизация молекул. Стрессовые белки, устойчивые к нагреву, находясь в среде, где присутствуют лабильные белковые макромолекулы, подвергшиеся развертыванию в результате стресса, препятствуют их взаимной агрегации, т. к. снижают скорость диффузии.

Согласно денатурационной теории повреждений, основными объектами репарации в клетках, пострадавших от шока, должны быть белки и белковые конструкции с нарушенной пространственной структурой. Их репарация может осуществляться путем замены поврежденных молекул вновь синтезируемыми или путем их ренативации. Для успешного осуществления ренати-вации белков, пространственная структура которых нарушена при стрессе, они должны быть предохранены от протеолиза и агрегации. Этому способствует некоторые стрессовые белки и родственные им конститутивные белки так называемые шапероны (Кулаева и др., 1991; Александров, Кислюк, 1994; Пахомова, 1995).

Биосинтез стрессовых белков в неблагоприятной ситуации - явление общебиологическое. Вызванные тепловым шоком изменения активности генов в клетках сопровождаются двумя характерными событиями на уровне синтеза белка. Во-первых, начинается синтез белков теплового шока (БТШ), и, во-вторых, прекращается (или сильно замедляется синтез всех остальных белков) (Войников с соавт., 1984; Пахомова, 1995). О существенной роли БТШ в жизни клеток говорит их высокая консервативность в эволюции. Например, 1^70 имеет высокое сходство аминокислотной последовательности у насекомых, птиц, млекопитающих, грибов, растений. Отдельные участки Ьзр70 сохраняют свыше 90% гомологии у бактерий и человека (Войников с соавт., 1986; Кулаева и др., 1991).

БТШ представлены группой высокомолекулярных (110-60 кЭа) и низкомолекулярных (35-15 кОа) белков. Уотсон К. с соавторами (1999) исследовали стрессовую реакцию у дрожжей, выделенных из различных экологических ниш, на различные виды воздействий: тепло, спирт, а также окислительный и свободнорадикальный стресс. Были выявлены заметные различия в стрессовой реакции в отношении, например, к данному виду стресс - температуре, при которой индуцируются стрессовые белки, и в степени приобретаемой устойчивости. Однако для всех исследованных дрожжей наблюдался одинаковый набор БТШ: Ьзр104, Ьзр90, Ьзр70 и ЬзрбО. Аналогичные исследования с №игозрога сгаББа показали, что тепловая обработка стимулирует образование у данного вида гриба БТШ с молекулярной массой 105, 99, 78, 43 и 23 кОа; значительные количества Ьзр99 и Ьзр78 связаны с ядром (Войников с соавт., 1984).

Предполагают, что гены холодового стресса отличаются от генов БТШ, хотя в клетках, например, сои полипептид с молекулярной массой 67 кБа обнаруживается как при гипо-, так и при гипертермии (Войников и др., 1989).

Малые белки теплового шока являются разнообразной группой индуцированных нагревом белков, которые обнаружены в прокариотах и эука-риотах. Последние данные свидетельствуют, что малые БТШ действуют как молекулярные шапероны для предотвращения термической агрегации белков посредством связывания ненативных промежуточных соединений, структура которых затем может быть восстановлена АТФ-зависимым образом другими шаперонами (Lee, Vierlin, 2000). Hsp30 может стабилизировать гексокиназу in vivo во время теплового шока (Plesofsky, Brambl, 1999). При осмотическом стрессе у дрожжей синтезируются hsp26 и hspl2. Хотя их функции остаются до конца не выясненными, отмечено массированное накопление обоих белков при тепловом и осмотическом стрессе, в присутствии этанола, Н202, истощении среды по глюкозе (Андреищева, Звягильская, 1999).

В формировании повышенной устойчивости большое значение придают накоплению защитных и адаптогенных соединений. Как известно, пролин благодаря своим гидрофильным группам может образовывать агрегаты, которые, взаимодействуя с белками, повышают их растворимость и защищают от денатурации (Пахомова, 1995). Предполагают, что растворимые углеводы также играют при стрессе защитную роль. Они не только стабилизируют белковые макромолекулы, но и влияют на метаболизм в целом (Колупаев, Трунова, 1992; Cansado et al., 1998; Wera et al., 1999). Полиамины обладают свойствами поддержания нативной структуры нуклеиновых кислот, стабилизации мембран, торможения РНКазной и протеазной активности и перехвата радикалов (Пахомова, 1995; Ткаченко и др., 1998).

Как уже говорилось ранее, адаптационная реакция на воздействие теплового стресса присуща всем живым организмам. И грибы не являются исключением из этого общего правила. По современным представлениям в основе экспрессии генов, кодирующих стрессовые белки, у эукариот лежит взаимодействие особого белка - фактора теплового шока (HSF) с определенной консервативной нуклеотидной последовательностью в промоторе этих генов, называемой элементом теплового шока (HSE). Фактор теплового шока и элемент теплового шока присущи и грибам. Но, в отличие от животных и растений, у грибов для транскрипции м-РНК стрессовых белков недостаточно связывания с Н8Е, необходима активация На это, в частности, указывает то, что у дрожжей Н8Б связан с Н8Е, но в отсутствие стресса экспрессии генов стрессовых белков не происходит. Для запуска транскрипции у дрожжей требуется активация фактора, сопровождающаяся изменением его конформации - переходом из мономерного в трехмерное состояние - и фос-форилированием (Александров, Кислюк, 1994).

Различают два типа адаптационных реакций. Первый тип - это физиологическая адаптация, когда происходит лишь реализация потенциальных возможностей организма без изменений наследственного материала. Второй тип связан со стойкими преобразованиями генетической информации (Кара-севич, 1975). При фенотипической адаптации организм реализует свои потенциальные возможности без изменения количества и качества имеющейся генетической информации, т. е. без изменения наследственности данного организма. В основе ее лежит регуляция клеточного метаболизма в связи с изменениями внешней среды под контролем генотипа. Поэтому ее называют еще физиологическим приспособлением (физиологической адаптацией) (Па-хомова, 1995).

Что касается генетической адаптации, то гипертермия, вызвавшая изменения наследственной информации, привела к появлению такой группы грибов, как термофилы. По отношению к температуре грибы разделяют на три группы: психрофильные, мезофильные, термофильные, - каждая из которых характеризуется своими температурными границами, температурным оптимумом и степенью толерантности. Так, психрофильные грибы растут в пределах от -3 до +10°С, мезофильные - от 10 до 38°С, термофильные - от 10 до 50°С (Билай, 1974). Термофильные грибы, в свою очередь, делят еще на две группы (Билай, 1985):

Термофильные грибы

Облигатные термофилы Факультативные термофилы

Термомезофилы

Мезотермофилы

ТЕМПЕРАТУРА

Р О С Т А, °С ппп 20-25 opt 42-55 шах 55-63 пип 10-15 ор! 30-40 тах 40-52 тт 5-10 ор! 24-28 тах 40-45

Установлено, что генетические структуры термофилов, в частности ДНК, более резистентны к действию температур, чем у других групп грибов (Билай, 1985). Термотолерантность микромицетов в определенной степени зависит от конформационной прочности нуклеиновых кислот, от структуры, молярного содержания и соотношения в-С-пар; взаимосвязи нуклеиновых кислот с белками и другими соединениями (Карасевич, 1975; Григоров и др.,

Белоксинтезирующие системы термофилов (и-РНК, т-РНК и т-РНК-лигаза, р-РНК и рибосомы) в силу специфического строения (увеличение степени спирализации, увеличение температуры плавления) более стабильны при высоких температурах. Ферменты, синтезируемые термофильными организмами (как внеклеточные, так и внутриклеточные) устойчивы к действию такого денатурирующего фактора, как повышенная температура. Эта термоустойчивость связана с различными конформационными состояниями и свойствами этих белков.

Клеточные мембраны термофилов характеризуются значительными отличиями в составе липидно-белкового комплекса: липиды у изученных видов термофилов состоят из более насыщенных жирных кислот с разветвленной углеродной цепочкой.

Полученные экспериментальные данные показывают, что между теп-лолюбивостью организма и свойствами важнейших компонентов клетки в процессе эволюции выработался параллелизм. Вся совокупность признаков, отличающих термофилов, наследственно закреплена в генотипе. И эта зако

1997). дированная информация реализуется в фенотипе только при определенных условиях - при повышенной температуре, т.е. при температуре, оптимальной именно для термофилов.

Облигатность термофилии можно рассматривать как эволюционно более закрепленную адаптационную способность, а факультативность - как выражение активного процесса адаптации к повышенной температуре (Билай, 1985).

Поскольку биохимические механизмы, обеспечивающие устойчивость к действию стрессовых факторов, энергозависимы, исследование влияния экстремальных воздействий на энергетические процессы организмов представляет интерес в связи с выяснением механизмов устойчивости к стресси-рующим факторам.

По мнению Ф.З. Меерсона (1986) мобилизация энергетических ресурсов сочетается с неравномерным их распределением - передачей их из систем, не участвующих в адаптациях к данному фактору, в системы, ответственные за эту адаптацию.

В последнее время рядом авторов проводится работа по изучению взаимосвязи между активностью ферментов фосфорного обмена грибов и действием стресса. Так, в работах Selwan (1980) было показано, что активность фосфатаз у Aspergillus nidularis может изменяться при повышении температуры. Активность кислой фосфатазы при повышении температуры до 37°С в присутствии белковых гидрализатов увеличивалась на 70-80%. Такие же результаты наблюдались и при 43 °С. Активность Са+2-АТФазы увеличивалась только в присутствии липидов и при 43 °С. Активность пирофосфата-зы увеличивалась в 2 раза и не зависела от используемого источника энергии.

В работе Лайвениекса М.Г. с соавт. (1978) показано существенное увеличение активности кислой фосфатазы при обезвоживании при 37 °С в течение 24 часов, тогда как при лиофилизации активность значительно снижалась. По мнению авторов, данное повышение активности при обезвоживании при повышенной температуре является результатом синтеза de novo конститутивной формы фермента.

Полагают, что полифосфатазы, к которым относят и пирофосфатазу, участвуют в адаптивном ответе на экстремальное воздействие (Кулаев, 1975; Кулаковская, 2001). При адаптации клеток Escherichia coli к присутствию ок-симочевины отмечено двукратное увеличение активности неорганической пирофосфатазы в клетках (Heinonen et al., 1976).

Что касается химического воздействия, то для дрожжей показано, что ингибирующая активность веществ определяется в основном их химической природой и не зависит от осмотического эффекта, которой создает тот или иной раствор (Калюжин, 1998).

II.1.2. Фунгициды как один из способов защиты от биоповреждений.

Действие фунгицидов на метаболизм грибов

В качестве химических средств защиты промышленных материалов от биоповреждений, вызываемых микроскопическими грибами, в последнее время находят применение фунгициды, по химическому строению которые можно разделить на следующие группы:

1. неорганические соединения;

2. органические соединения;

3. металлорганические соединения.

В основе токсического действия фунгицидов лежит их способность ин-гибировать те или иные реакции метаболизма микромицетов, нарушать их клеточные структуры. Как и любое экзогенное вещество, фунгицид первоначально контактирует с клеточной оболочкой и мембраной, проникает через них и затем уже вступает во взаимодействие с внутриклеточным содержимым. Наиболее вероятным механизмом поступления токсинов в клетку является диффузия через клеточную оболочку по градиенту концентрации, а в случае заряженных веществ определенная движущая сила создается градиентом заряда по обе стороны мембраны (Анисимов и др., 1988).

Вопрос о механизме действия фунгицидов многими авторами рассматривается с точки зрения ингибирования метаболитов и ферментативных систем грибов. Многие фунгициды ингибируют метаболизм более, чем на одной стадии его последовательного пути (Кадыров, 1970; Анисимов и др., 1987).

Фунгициды взаимодействуют с достаточно узким кругом функциональных групп веществ клетки. Однако, это те группы, которые играют важнейшую роль в метаболизме и образовании клеточных структур (Ильичев и др., 1987). Некоторые фунгициды нарушают структуру или функцию клеточных компонентов, например, реагируя с сульфгидрильными или аминогруппами белков оболочки, они изменяют ее проницаемость (Уэбб, 1966). Атакуя активные группы ферментативных белков, фунгициды инактивируют многие энзимы. Атомы галогенов могут вступать в реакции замещения с МН2- и 8Н-группами (Мельников, 1968; Кадыров, 1970). Так, фунгицид 4,5,6-трихлорбензоксазолин инактивирует изоцитратдегидрогеназу и малатдегид-рогеназу (Анисимов и соавт., 1977).

Фунгициды взаимодействуют в клетке также с соединениями, содержащими карбоксильные, спиртовые, альдегидные группы, путем нуклеофиль-ного замещения, окислительно-восстановительной реакции, образования хе-латных комплексов и т.д. (Коваль, Сидоренко, 1989). Кроме этого, некоторые фунгициды являются мутагенами. Так, при исследовании влияния некоторых фунгицидов на БасскаготусеБ сегегг81ае показано, что сильным мутагенным действием обладают производные нитрофурона С7Н6Ы204 и морфолина ВНХ-Л-20-Мь тетраметилтиурамдисульфид, фундазол, индуцирующие реверсии по гистидину и рекомбинации по лизину (Пашкявичус, 1993).

Биологическая активность ряда химических соединений определяется их способностью взаимодействовать с клеточной мембраной и, следовательно, изменять структуру мембраны, ее проницаемость для определенных ионов, ингибировать связанный с мембраной белок, влиять на активный и пассивный транспорт (Пирузен и др, 1974).

Из всех известных в настоящее время биоцидов самую большую группу представляют органические антисептики, среди которых хорошо известны четвертичные аммониевые соединения (ЧАС). ЧАС принадлежат к большому классу поверхностно-активных веществ, т.е. соединений, легко адсорбирующихся на поверхности реагентов и, в силу этого, способных снижать поверхностное натяжение растворителя. ЧАС являются агентами, вызывающими денатурацию белка и нарушающими целостность клеточной мембраны (Вер-бина, 1973; Злочевская и др., 1980; Иванов и др., 1996). Белок может либо образовывать с ПАВ-ами комплексы, которые по своим свойствам значительно отличаются от исходного белка, либо осаждаться, либо может произойти диссоциация белковых молекул на субъединицы. Механизм действия поли-алкилгуанидинов (ПАГов), относящихся к ЧАС, связан с разрушением клеточной стенки микроорганизмов, которая имеет отрицательный заряд, и атом N+ электростатически притягивается к ней. Кроме этого, ПАГи разрушают воспроизводящую функцию нуклеиновых кислот микромицетов, угнетают систему дыхания грибов (Гудзь и др., 1987; Леонтьева с соавт., 1998), нарушают систему транспорта через мембрану (Александрова и др, 1985; Леонтьева, Чеголузова, 1987). Изучение влияния различных ЧАС на биохимические свойства микромицетов показало, что эти биоциды вызывают концентрационное выделение в окружающую среду "агрессивных метаболитов" (ферментов, аминокислот, оргкислот). При этом грибы не теряют своей жизнеспособности, если содержание биоцида не превышает определенного, различного для разных культур, уровня (Гончарова, 1991). В первую очередь поражаются окислительно-восстановительные ферментные системы. Это выражается в уменьшении концентрации оксидоредуктаз, что связано с нарушением клеточной структуры и выходом ферментов наружу, частичным разрушением самих ферментов (Вербина, 1973). Полное подавление роста грибов в присутствии мертиолата и ТБОХ в концентрации 0,5% может происходить за счет ингибирования данными соединениями активности грибных липаз (Смирнов с соавт., 1989).

Злочевской И.В. с соавт. (1975, 1975а, 1977) изучено активное антигрибное действие некоторых органических биоцидов. Было установлено, что по-лиэтиленимин в концентрации 0,1%, метил- и этил-тетрагидрохинолин, а также некоторые диазоаминосоединения задерживают рост грибов: Aspergillus fumigatus, Aspergillus flavus, Pénicillium cyclopium, Trichoderma legnorum. Катапин, катамин АБ в концентрации 0,1%, фунгицидной для гриба A.ustus, вызывают освобождение из мицелия аминокислот - аланина, фенилаланина, аргинина, глютаминовой кислоты, лизина и углеводов, что свидетельствует о нарушении проницаемости мембран (Злочевская с соавт., 1980, 1981).

Органические фунгициды вызывают ингибирование биосинтеза белка у плесневых грибов. Так действуют монохлорацетаминоканифоль и 4,5,6-трихлорбензоксазолинон (Смирнов, 1976), триэтилоловохлорид (Злочевская,

Галимова, 1984). Биоцидную активность обнаруживают и эфиры различных органических кислот, в частности, сульфокислот. При этом установлено, что наивысшую активность имеют метиловые эфиры (Айзенман с соавт., 1973; Айзенман с соавт., 1975). Антигрибной и антибактериальной активностью обладают галогенопроизводные эфиров малоновой кислоты (Злочевская и ДР-, 1989).

Органические соединения, содержащие в своем составе атомы тяжелых металлов, таких как ртуть, олово, свинец, серебро и др., угнетают развитие многих биоразрушителей (Ховрычев с соавт., 1976; Заботин с соавт., 1988; Жильцов, Шустров, 1991; Щербаков и соавт., 1991; Анисимова с соавт., 1994; Заботин с соавт., 1998; Соломатов и др., 2001). Токсичность производных меди и ртути, вероятно, связана с взаимодействием этих соединений с дыхательными энзимами, содержащими сульфгидрильные группы (Иванова, 1964). Металлы в составе металлорганических биоцидных соединений реагируют с сульфгидрильными группами активных центров многих ферментов, вызывая их блокирование. Имеющиеся экспериментальные данные показывают, что в высоких концентрациях металлы, особенно тяжелые, коагулируют белки, вызывая тем самым немедленную гибель клеток (Александрова с соавт., 1987; Ильичев и др., 1987).

Наиболее эффективными являются ртутьсодержащие и оловосодержащие соединения. Органические соединения, содержащие олово, ртуть, понижают проницаемость цитоплазматических мембран для белков (Злочевская, 1975). Кроме ртуть- и оловосодержащих органических биоцидов широкое применение имеют и органические соединения, содержащие ионы других тяжелых металлов. К наиболее эффективным неорганическим биоцидам относятся, в частности, уранилнитрат и сулема (хлорид ртути) (Ильичев и др., 1987).

Установлено, что токсичность оловоорганических соединений, в частности, трифенилбутилолова, объясняется их ингибирующим действием на транспорт электронов при окислительном фосфорилировании, т.к. данные соединения оказывают влияние на мембраносвязанные компоненты АТФаз. Имеются сведения о том, что соединения олова тормозят синтез клеточной стенки мицелиальных грибов (Ильичев и др., 1987).

В работе Фельдмана М.С. с соавт. (1981) изучалось действие оловоорга-нических соединений, в частности ТБОХ - трибутилоловохлорида, на интенсивность дыхания и активность некоторых ферментов: гексокиназы, альдола-зы, каталазы, пероксидазы у плесневых грибов: A. niger, A. flavus, Р. cyclopium, P. chrysogenum. В ходе эксперимента было показано, что в результате действия ТБОХ происходит существенное снижение активности суммарных дегидрогеназ. При введении фунгицида в концентрации 3x10"5 М активность ферментов у A. niger ингибируется в среднем на 70%. Значительное снижение интенсивности дыхания достигается, вероятнее всего, за счет связывания ионов металлорганических соединений (ионов олова) с сульфгид-рильными группировками, входящими в состав активных центров ферментов.

Тумановым А.А. с соавт. (1976) изучалось влияние катионов (соли HN03) и анионов (соли калия) на рост грибов Aspergillus niger, A.terreus, A.oryzae. Было установлено, что различные виды грибов обладают примерно одинаковой чувствительностью к одним и тем же ионам. Тяжелые металлы, в порядке снижения токсичности их ионов, можно расположить в ряд: Ag>Hg>Cd>Cu>Pb>Zn>Sr>Rb.

Показано, что ионы Zn, Со, Мп влияют на синтез органических кислот микромицетов, ионы Си, Со и Мо оказывают ингибирующее действие на морфогенез микроскопических грибов p. Fusarium (Элланская и др., 1993). Катионы ртути и серебра имеют большее сродство к сульфгидрильным группам. Соединяясь с сульфгидрильными группами активных центров тиоловых ферментов, они необратимо их ингибируют. Ионы Fe3+ взаимодействуют с активным центром РНК-азы микроорганизмов и, тем самым ингибируют фермент. Ряд катионов Hg2+, As2+, Cd2+, Cr3+, Cr6+, Ag+ и другие подавляют рост клеток, вызывая деградацию ДНК (Ильичев и др., 1987; Сидоренко, Коваль, 1991). Миллимолярные концентрации ванадата приводят к изменению ультраструктуры клеток и нарушению вакуолярной и секреторной активностей у дрожжей Hansenula polymorpha (Mannazzu et al., 1998). Гидроокись меди может снижать скорость роста, скорость репродукции и ферментацию различных видов дрожжей (Batus et al., 999).

Никель является эффективным фунгицидом, хотя он менее токсичен для грибов, чем ртуть, серебро и медь. Ионы никеля, поглощенные клетками, могут выступать в качестве конкурентного хелатообразующего катиона, например для ионов железа, и оказывать вредное влияние на жизнеспособность (Gonzales, Jensen, 1998). Снижение токсичности никеля может быть вызвано изменением pH среды или другими ионами металлов, а также органическими соединениями, которые способствуют образованию комплексов металлов (Joho et al., 1995).

В работе Ховрычева Е.А. с соавт. (1976) было исследовано влияние Н*, ОН-, Си и Ag на аминокислотный состав Candida utilis. Авторами был определен аминокислотный состав данной культуры при ингибировании роста неблагоприятными значениями pH, ионами меди и серебра и обнаружены некоторые специфические различия в аминокислотном составе дрожжей в зависимости от природы ингибитора.

В ряду галогеноидов наиболее токсичным для грибов, по мнению Туманова A.A. с соавт. (1976), является йод. Токсичность серы, входящей в состав биоцидных соединений, заключается в действии ее как акцептора водорода, и, таким образом, она принимает участие в процессах гидрогенизации и дегидрогенизации, происходящих в клетках грибов группы (Иванова, 1964). Эффективность карбодитиодных фунгицидов зависит от типа входящего в их структуру эфира, что приводит к изменению способности образования группами -C(=S)SR ассоциированных полимерных водородных связей, а также политиоструктур, возникающих после гидролиза 2,4,6-тригидроксибензенокарбодитиоидного аниона (Grazyna, Andrzej, 1993; Османов и др., 1998).

Широко применяются галоидные производные фенолов: н-хлор-м-крезол и пентахлорфенолят; гетероциклических соединений: оксантины. бен-зимидазолы, пиримидины (Лукьянова и др., 1976; Burchfield, Storrs, 1976; Cremlyn, 1977; Hall, 1979). Механизм действия некоторых соединений (хлорированные нитробензолы и хелатобразующие соединения) заключается в ингибировании митоза клетки, в результате чего нарушается спорообразование (Кадыров, 1970). Было показано, что фенольные соединения подавляют активность дегидрогеназ за счет связывания с тем участком фермента, к которому присоединяется НАД (Гейл, Кандлифф, 1975). Механизм токсического действия соединений фенольной природы связывается с нарушением работы ферментативной системы цепи переноса электронов, в результате чего снижается интенсивность дыхания. Это относится, например, к ряду галоид-нитрозамещенных фенолов, которые могут служить проводниками протонов в биомембранах и выступать, следовательно, как агенты, разобщающие дыхание и фосфорилирование (Бобкова и др., 1971).

Биоцидность хинонов связывают с высокой реакционной способностью. Взаимодействуя с клеточными метаболитами, хиноны блокируют их, выключают их из обменных процессов. Основными мишенями их действия являются, видимо, аминогруппы и тиолы. Ингибируя тиоловые и аминосодержащие ферменты, хиноны, в первую очередь, нарушают дыхательные системы, разобщают окислительное фосфорилирование, инактивируют коэнзим А. Фун-гитоксичность уменьшается с изменением ядра хинона в следующем порядке: нафтохинон > фенантрахинон > бензохинон > антрахинон. Галоидирова-ние увеличивает биоцидность в такой последовательности: I < Br < С1 (Ильичев и др., 1987).

В работах целого ряда авторов изучалось действие разных классов фунгицидов на процесс дыхания у плесневых грибов. Было показано снижение интенсивности дыхания при воздействии на грибы таких биоцидов как мер-тиолат, монохлорацетоаминоканифоль, трилан, тетрафторборат аммония (Анисимов с соавт., 1975, 1983, 1984), сернокислый натрий, хлористый натрий (Бочева, 1974), малеимид (Ротенберг, Кельман. 1975), фурфурол (Гусарова, Витринская, 1970), этоний, н-трибутилолвохлорид (Смирнов, 1991) по-лиалкиленгуанидины (Смирнов с соавт., 1997).

Специфичными ингибиторами цитохромоксидазного комплекса являются цианиды и сероводород. Активность сукцинатдегидрогеназы в значительной степени подавляется ионами тяжелых металлов (Н§, Си, РЬ) и хинонами. Это фермент, как содержащий сульфгидрильные группировки, может также ингибироваться цианкобаламином и производными малеимида (Ротенберг, Кельман, 1975).

В результате угнетения дыхания и активности дыхательных ферментов под влиянием органических и металлорганических фунгицидов у грибов наблюдается торможение синтеза органических кислот, образующихся в цикле Кребса.

Токсическое действие на грибы некоторых антибиотиков связано с торможением биосинтеза белка. Так стрептомицин, соединяясь с ЗОБ-субъединицей рибосом, вызывает деформирование их А-участка, что предотвращает связывание с данным участком амино-ацил-тРНК. Антибиотики группы тетрациклина также действуют на область А-участка, но кроме этого, они могут связываться и с другими участками рибосом (Гейл, Кандлифф, 1975). Действие антисептиков может приводить и к изменениям в структуре мембран, что отражается на активности связанных с мембраной ферментов. Антибиотик амфотерицин В, например, снижает активность щелочной фос-фатазы, АТФазы, лактатдегидрогеназы в мембранах микроорганизмов (Ани-симов, Александрова, 1983). Антибиотики могут ингибировать как биосинтетические процессы непосредственно, так и за счет подавления дыхания и, соответственно, энергообеспечения биосинтеза (Сгеш1уп, 1977).

Редко фунгицид ограничивается единичным механизмом действия. В этом отношении они могут рассматриваться как неспецифические. Но для отдельных микроорганизмов, в определенных условиях, они могут быть высоко специфичными.

Заключение Диссертация по теме "Экология", Перцева, Анна Дмитриевна

V. Выводы

1. На основе изучения действия абиотических факторов (температуры и биоцидов) на жизнедеятельность микроскопических грибов подобраны стрессирующие дозы температуры и биоцидов для исследуемых микро-мицетов. Они составляют: температура - 62°С и 60°С, метацид - 0,1% и 0,5%, АБП-40 - 0,01% и 0,1% - для А. т%ег и Р. оскго-сМогоп, соответственно.

2. При экстремальном действии факторов (гипертермии и биоцидов) не выявлено изменений в содержании неорганических ПФ в мицелии иследуе-мых грибов, а имеет место перераспределение ПФ по фракциям: увеличение количества щелочерастворимых и уменьшение солерастворимых ПФ. Для А. niger характерно также снижение содержания ПФ кислотораство-римой фракции.

3. ТШ вызывает снижение количества АТФ, АДФ и суммы адениловых нук-леотидов и увеличение количества АМФ у изучаемых микромицетов, в то время, как метацид увеличивает содержание всех адениловых нуклеоти-дов, а АБП-40, наоборот, снижает их количество в мицелии.

4. Воздействие ТШ и биоцидов в сублетальной концентрации приводит к увеличению поли- и пирофосфатазной активности у исследуемых грибов. Особенно значительно активность данных энзимов возрастает в условиях гипертермии.

5. Экстремальное гипертермическое воздействие приводит к ингибированию экзофосфатазной активности и активации эндофосфатазной. Действие биоцидных соединений также активирует эндоформы фосфатаз, однако, в меньшей степени, чем ТШ.

6. Гипертермия приводит к снижению общей АТФазной активности, как in vivo, так и in vitro, и снижению активностей F-, Р- и V-типов АТФаз микроскопических грибов исследуемых микроскопических грибов. Метацид также ингибирует общую АТФазную активность микромицетов (in vivo и in vitro), а также подавляет активность плазматических и вакуолярных АТФаз. АБП-40 in vitro не оказывает влияния на общую АТФазную активность изучаемых мицелиальных грибов, однако имеет место ее активация in vivo, а также увеличение активности плазматических АТФаз.

7. Воздействие теплового шока и биоцидов на энергетический обмен микромицетов проявляется как в наличии специфических реакций (изменения в системе адениловых нуклеотидов и активности ферментов, участвующих в их метаболизме, изменения экзофосфатазной активности, интенсивности дыхания и содержание неорганического фосфата у микромицетов), ход которых определяется природой стрессового фактора и видовой специфичностью грибов, так и в наличии неспецифических реакций (перераспределение ПФ: увеличение количества щелочерастворимых и уменьшение солерастворимых ПФ, активация поли-, пирофосфатазной и эндофос-фатазной активности), не зависящих от природы абиотического фактора.

8. Исследуемые абиотические факторы (температура и биоциды), путем воздействия на некоторые компоненты энергетической системы грибов (полифосфатная и адениловая системы), способны оказывать влияние на адаптационные механизмы микромицетов, что позволяет, в определенной мере, регулировать устойчивость последних при экстремальном воздействии факторов внешней среды.

IV. Заключение

Известно, что стрессом называется совокупность неспецифических реакций, протекающих на различных уровнях организма под влиянием любых сильных воздействий (стрессоров). Стресс - это одна из форм адаптации в условиях экстремальных воздействий. Проявление адаптационного механизма к стрессовому воздействию чрезвычайно многообразно и осуществляется в различных физиологических реакциях. Однако в ответе на действие стрессоров различают как неспецифические реакции, характерные для большинства организмов под влиянием любых сильных воздействий, так и специфические, связанные с природой экстремального фактора и видовыми особенностями организма.

Ряд авторов считает, что, несмотря на все многообразие физиологических реакций в ответ на различные типы стрессовых воздействий, в своей основе они являются достаточно сходными, что позволяет говорить об универсальности адаптивного ответа и существовании детальных различий, зависящих лишь от типа экстремального воздействия и конкретного вида организма.

Целью настоящей диссертации явилось изучение особенностей энергетического обмена (систем полифосфатов, адениловых нуклеотидов и ферментативных систем, участвующих в метаболизме этих соединений) микроскопических грибов в условиях экстремальных воздействий (действие теплового шока и биоцидов). Данные исследования важны как с точки зрения понимания механизмов адаптации, поскольку одной из реакций в ответ на действие стрессового фактора являются изменения в энергетической системе организмов, так и в практическом плане: при поиске эффективных средств защиты промышленных материалов от биоповреждений, а также средств защиты сельскохозяйственных растений.

В данном заключении сделана попытка показать те общие закономерности, которые были обнаружены в исследованиях при действии на микроскопические грибы А. niger и Р. оскго-сЫогоп гипертермии и стрессирующих концентраций биоцидов: метацида и АБП-40, то есть выявить те неспецифические реакции, проявляющиеся при действии на исследуемые грибы разных экстремальных факторов, а также показать и некоторые существующие различия, связанные с природой стрессового фактора и зависящие от конкретного вида организма.

Так, и при действии ТШ, и при воздействии биоцидов на грибные культуры не зафиксировано изменений в содержании неорганических ПФ в мицелии исследуемых грибов, имеет место лишь перераспределение ПФ по фракциям. Для обоих видов грибов, не зависимо от природы стресс-фактора, характерно увеличение количества щелочерастворимых ПФ и уменьшение числа солерастворимых ПФ, что указывает на особую роль ПФ данных фракций в процессе адаптации к стрессовому воздействию, связанную, вероятно, с восстановлением клеточной структуры, а также с энергообеспечением экспрессии генов и биосинтетических процессов.

Для А. niger характерно уменьшение количества ПФ кислотораствори-мой фракции при действии ТШ, в то время как у Р. оскго-сЫогоп каких-либо видимых изменений в данной фракции не наблюдается. Еще одно отличие состоит в трм, что изменения в "полифосфатном статусе" у А. niger более выражены, чем у Р. оскго-сЫогоп, что может быть связано с видовыми особенностями этих видов грибов.

Увеличение или уменьшение суммы ПФ зависят от преобладания в клетке полифосфаткиназной или полифосфат-гидролазной активности. В нашем случае имело место относительное постоянство общего количества ПФ, но наблюдались изменения в пофракционном содержании данных соединений. Данные результаты говорят о том, что при действии ТШ сохраняются как полифосфат-гидролазная, так и полифосфаткиназная активности, причем оба направления метаболизма ПФ (гидролиз и синтез), по-видимому, уравновешивают друг друга.

В данной работе исследовалась полифосфат-гидролазная активность, и результаты показали, что и действие ТШ, и воздействие стрессирующих концентраций биоцидов приводят к активации полифосфатаз микроскопических грибов. Сопоставление данных результатов с результатами по определению содержания ПФ в этих же экстремальных условиях позволяет предположить участие исследуемых ферментов в перераспределении ПФ при действии данных стресс-факторов.

Как показали результаты исследований влияния ТШ на систему адени-ловых нуклеотидов, при гипертермии снижается количество АТФ, АДФ и сумма адениловых нуклеотидов.

Фунгициды: метацид и АБП-40 - по-разному влияют на систему адениловых нуклеотидов микроскопических грибов. Воздействие стрессирующей концентрации метацида на культуры грибов вызывает повышение количества всех адениловых нуклеотидов и повышение их суммарного содержания, тогда как оловоорганическое соединение приводит к противоположному эффекту. По всей видимости, такое отличие в ответной реакции адениловой системы связано с различием в механизме действия биоцидов и, вероятно, в первую очередь, с различным влиянием на мембранные структуры клетки. Однако данные фунгицидные соединения, столь различные по своей природе, вызывают схожие изменения в процессе перераспределения аденозин-фосфатов у микромицетов.

Анализируя результаты исследований воздействия экстремальных факторов на систему адениловых нуклеотидов и сравнивая их с результатами действия данных факторов на содержание полифосфатов, можно сделать вывод, что ТШ и биоциды по-разному оказывают влияние на адениловую и полифосфатную системы микроскопических грибов. Данные результаты, возможно, связаны с тем, что основная функция адениловых нуклеотидов -энергообеспечение клетки, тогда как ПФ участвуют не только в процессах запасания и расходования энергии, но и в поддержании ионного баланса, в структурной организации клеточной стенки, в регуляции активности ферментов, участвующих в метаболизме ДНК, РНК, полисахаридов, в регуляции экспрессии генов.

Исследования действия стрессирующих факторов (ТШ и биоцидов) на грнбоь

АТФазную активность микроскопических позволили установить, что изучаемые факторы в сублетальных дозах оказывают как непосредственное, так и опосредованное влияние на АТФазу микромицетов. При этом огромное значение имеет механизм действия того или иного фактора и, в первую очередь, его влияние на мембранные структуры клетки, поскольку АТФаза является мембраносвязанным ферментом.

Так, ТШ посредством денатурации белков может приводить к дезорганизации мембран, результатом чего, скорее всего, и является снижение АТ-Фазной активности. Метацид вызывает нарушение целостности мембранных структур и тоже приводит к снижению АТФ-гидролазной активности. Кроме этого, и ТШ, и метацид способны непосредственно ингибировать АТФазу микромицетов.

При действии АБП-40, наоборот, наблюдается резкое увеличение активности, что на фоне отсутствия прямого влияния на фермент говорит об активации энергетической системы при стрессирующей концентрации данного биоцида.

Исследование активности трех основных типов АТФаз, основанное на чувствительности данных ферментов к специфическим ингибиторам, показало наличие всех трех типов АТФаз у микроскопических грибов А. пщег и Р. оскго-сЫогоп. При изучении влияния экстремальных факторов на АТФазную активность было установлено, что ТШ по-разному влияет на различные типы АТФаз, метацид снижает общую АТФазную активность за счет подавления активности плазматической и вакуолярной АТФаз. АБП-40 не оказывает непосредственного влияния на какой-либо тип фермента, а вызывает, скорее, опосредованное повышение АТФазной активности, и, вероятнее всего, это повышение происходит за счет увеличения активности АТФаз плазматических мембран.

Поскольку синтез ряда макроэргических соединений, в частности, аде-ниловых нуклеотидов, связан с процессом дыхания, исследовалось также влияние изучаемых фунгицидных соединений на дыхание микроскопичсеких грибов. Результаты экспериментов показали, что при применении биоцидных соединений в сублетальных концентрациях интенсивность дыхания микроскопических грибов изменяется по-разному. При действии метацида наблюдается снижение интенсивности дыхания микроскопических грибов, а АБП-40, наоборот, приводит к тому, что интенсивность дыхания увеличивается. Данные результаты, по всей видимости, связаны с механизмом действия данных фунгицидов.

ТШ и воздействие сублетальных концентраций биоцидов оказывают влияние и на фосфатазную активность исследуемых микроскопических грибов А. niger и Р. оскго-сЫогоп. Как видно из полученных результатов, имеются общие тенденции в изменении активности. В ходе экспериментальных работ установлено, что имеется прямая зависимость активности экзо- и эн-дофосфатаз микромицетов от степени устойчивости исследуемых грибов к действию температуры (мезофильные и термофильные грибы). В условиях химического стресса отмечалось разное изменение активности фосфатаз при воздействии на грибы различных по химическому строению биоцидных препаратов.

Анализируя данные, можно сделать вывод о том, что экстремальное воздействие температуры и биоцидов приводит к ингибированию фосфатазной активности экзоформ микроскопических грибов, тогда как активность эндоформ, наоборот, увеличивается. Такое разнонаправленное действие изучаемых стрессирующих факторов связано, по всей видимости, с локализацией и функциональной нагрузкой экзо- и эндофосфатаз.

Для данных видов грибов было показано наличие активности еще одного фермента фосфорно-энергетического обмена, работа которого тесно связанного как с полифосфатной, так и адениловой системами - пирофосфатазы.

Установлено, что при действии ТШ и биоцидов происходит увеличение пи-рофосфатазной активности у обоих видов микромицетов.

Таким образом, полученные результаты в определенной степени подтверждают участие энергетической системы в формировании ответной реакции на стрессовое воздействие. Действие различных стрессовых воздействий на организм вызывает универсальный адаптивный ответ, проявляется в разнообразных внутриклеточных реакциях и напрямую связано с изменениями в системе энергообеспечения организма. У микроскопических грибов действие стрессовых факторов затрагивает метаболизм таких высокоэнергетических соединений, как неорганические полифосфаты и адениловые нуклеотиды.

Данные результаты в определенной степени могут служить подтверждением существования универсальности адаптивного ответа и существовании детальных различий, связанных с природой стрессового фактора и зависящих от конкретного вида организма.

122

Библиография Диссертация по биологии, кандидата биологических наук, Перцева, Анна Дмитриевна, Нижний Новгород

1. Аваева С.М. Взаимодействие активных центров в олигомерных структурах неорганических пирофосфатаз // Биохимия. 2000. Т. 65. № 3. С. 428441.

2. Аваева С.М., Воробьева H.H., Курилова С.А., Назарова Т.Н., Поляков K.M., Родина Е.В., Самыгина В.Г. Механизм ингибирования неорганической пирофосфатазы Esch, coli ионами Ca // Биохимия. 2000. Т. 65. № 3. С. 442-458.

3. Айзенман Б.С., Болдырев Б.К., Зеленухин С.И., Швайгер М.О., Мандрик Т.П. О действии эфиров тиосульфокислот на бактерии и грибы // В рес-публ. межведомственном сб. "Физиологически активные вещества". 1973. №5. С. 24-32.

4. Айзенман Б.С., Скоробогатько Т.И., Болдырев Б.Т., Аристархов JI.H. О противомикробной активности эфиров тиосульфокислот производных циклопентана и циклогексана // В республ. межведомств, сб. "Физиологически активные вещества". 1975. № 7. С. 113-116.

5. Александров В. Я. Клетки, макромолекулы и температура. JL: Наука. 1975.330с.

6. Александров В. Я., Кислюк И.М. Реакция клеток на тепловой шок: физиологический аспект // Цитология. 1994. Т. 36. № 1. С. 5-49.

7. Александров В.Я. Реактивность клеток и белки. JI.: Наука. 1985. 317с.

8. Александрова И.Ф., Любавина Н.П., Масленникова B.C., Леонтьева А.Н. Исследование влияния бихромата аммония на проницаемость для сахарозы мембран Aspergillus niger II В сб. "Биоповреждения в промышленности". Горький: ГГУ. 1985. С. 56-60.

9. Андреева H.A., Кулаковская Т.В., Кулаев И.С. Очистка и характеристика полифосфатазы цитозоля дрожжей Saccharomyces cerevisiae II Биохимия. 1996. Т. 61. № 9. С. 1714-1724.

10. Андреева H.A., Кулаковская Т.В., Кулаев И.С. Характеристика поли-фосфатазной активности цитозоля дрожжей Saccharomyces cerevisiae П Биохимия. 1994. Т. 59. № 12. С. 1882-1892.

11. Андреева H.A., Окороков JI.A., Кулаев И.С. Очистка и некоторые свойства полифосфатазы клеточной оболочки дрожжей Saccharomyces carls-bergensis II Биохимия. 1990. Т. 55. № 6. С. 1094-1103.

12. Андреищева E.H., Звягильская P.A. Адаптация дрожжей к солевому стрессу (обзор) // Прикладная биохимия и микробиология. 1999. Т. 35. № 3. С. 243-256.

13. Анисимов A.A., Александрова И.Ф. О биохимических механизмах действия фунгицидов // Биоповреждения в промышленности. Горький. 1983. С. 7-17.

14. Анисимов A.A., Веселов А.П., Семичева A.C. Биохимия и биокоррозия / Учеб. пособие. Горький: ГГУ. 1987. 64с.

15. Анисимов A.A., Семичева A.C. Биоповреждения полимерных материалов, используемых в приборо- и машиностроении // В сб. "Биоповреждения и методы оценки биостойкости материалов". М. 1988. С. 32-39.

16. Анисимов A.A., Семичева A.C., Вишнякова Т.А., Смирнов В.Ф., Люба-вина Н.П., Петрова Н.П. Действие некоторых фунгицидов на интенсивность дыхания и кислотообразование у Aspergillus niger II Микология и фитопатология. 1980. Т. 14. № 1. С. 24-27.

17. Анисимов А.А., Семичева А.С., Смирнов В.Ф. Влияние некоторых фунгицидов на дыхание гриба Aspergillus niger II В сб. "Физиология и биохимия микроорганизмов". 1975. Горький. С. 85-91.

18. Анисимов А.А., Смирнов В. Ф., Тарасова Н.А., Сорокина В.И Влияние некоторых фунгицидов на энергетику дыхания гриба Aspergillus niger II В сб. "Биохимия и биофизика микроорганизмов". Горький. 1983. С. 1116.

19. Анисимов А.А., Смирнов В.Ф., Семичева А.С. Влияние некоторых ме-таллорганических и неорганических фунгицидов на дегидрогеназы ЦТК Aspergillus niger V. Tiegh. II Микология и фитопатология. 1984. Т. 18. № 1.С. 40-44.

20. Анисимов А.А., Смирнов В.Ф., Семичева А.С., Чадаева Н.И. Ингиби-рующее действие фунгицидов на ферменты ЦТК. В сб. "Цикл трикарбо-новых кислот и механизм его регуляции". М.: Наука. 1977. С. 19-20.

21. Афанасьева Т.П., Урысон С.О., Кулаев И.С. Обнаружение множественных форм полифосфат-фосфогидролазы Endomyces magnusii II Биохимия. 1976. Т. 41. № 6. С. 1078-1085.

22. Беккер 3. Э. Физиология и биохимия грибов. М.: МГУ. 1988. 230с.

23. Белозерский А. Н., Кулаев И. С. Полифосфаты и их значение для процессов развития Aspergillus niger II Биохимия. 1957. Т. 22. № 1-2. С. 29 -39.

24. Билай В.И. Основы общей микологии. Киев: Выща школа. 1974. 375с.

25. Билай Т.И. Термофильные грибы и их ферментативные свойства. Киев: Наукова Думка. 1985. 245с.

26. Блехман Г.И. Синтез и распад макромолекул в условиях стресса // Успехи современной биологии. 1992. Т. 112. № 2. С. 281-298.

27. Бобкова Т.С., Злочевская И.В., Рудакова А.К., Чекунова А.Н. Повреждение промышленных материалов и изделий под действием микроорганизмов // Справочник. Под ред. Проф. М.В. Горленко. М.: МГУ. 1971. 148с.

28. Болдырев A.A. Транспортные аденозинтрифосфатазы: современные методы исследования. М.: МГУ. 1977. 194с.

29. Болдырев A.A., Рубцов A.M., Лопина О.Д., Макстей Д., Личунь Я., Ку-инн П.Дж. Влияние лигандов на вращательную подвижность Na+,K+-АТФазы // Биохимия. 1995. Т. 60. № 7. С. 1171-1179.

30. Бочева С.С. Изменение интенсивности дыхания гриба Aspergillus oryzae в зависимости от состава питательной среды // Известия Сев.-Кавказского науч. центра высш. школы. Сер. естественных наук. 1974. № 33.С. 82-83.

31. Браун А.Д., Моженок Т.П. Неспецифический адаптационный синдром клеточной системы. Л.: Наука. 1987. 230с.

32. Бутуханов В.Д., Бобык М.А., Цыренков В.Ж, Кулаев И.С. О возможности участия пирофосфата в биосинтезе АДФ и АТФ из экзогенного аде-нина культурой Corynebacterium species ВСТН-301 // Биохимия. 1980. Т. 45. №7. С. 1182-1188.

33. Вагабов В.М. Изучение обмена неорганических полифосфатов и других фосфорных соединений у некоторых зеленых водорослей: Дис. канд. биол. наук. Москва. 1965. 219с.

34. Вагабов В.М. Регуляция биосинтеза высокомолекулярных компонентов клеточной оболочки дрожжей // В сб. «Актуальные проблемы биохимии эукариотов и пркариотов». Пущино. 1990. С. 3-15.

35. Вагабов В.М., Трилисенко JI.B., Кулаев И.С. Зависимость длины цепи неорганических полифосфатов от содержания ортофосфата в среде у дрожжей Saccharomyces cerevisiae II Биохимия. 2000. T. 65. № 3. С. 414420.

36. Вагабов В.М., Чемоданова О. В., Кулаев И. С. Влияние неорганических полифосфатов на величину отрицательного заряда клеточной оболочки дрожжей // Доклад АН СССР. 1990. Т. 313. № 4. С. 989-992.

37. Вербина И.М. Влияние четвертичных аммониевых соединений на микроорганизмы и их практическое использование // Микробиология. 1973. Т. 5. № 2. С. 45-48.

38. Войников В.К., Иванова Г.Г., Гудиковский A.B. Белки теплового шока растений // Физиология растений. 1984. Т. 31. №. 5. С. 970-979.

39. Войников В.К., Иванова Г.Г., Корытов М.В. Синтез белков в растениях при действии низкой температуры // Физиология и биохимия культ, растений. 1986. Т. 18. №. 3. С. 211-214.

40. Войников В.К., Корытов М.В., Калачева Е.А. Низкотемпературная индукция синтеза стрессовых белков растений // Физиология растений. 1989. Т. 36. № 1.С. 107-111.

41. Гаврилов В.Б., Конев C.B. Активный транспорт протонов и энергизация плазматической мембраны дрожжевых клеток: индукция, регуляция и сопряжение с метаболизмом // Биологические мембраны. 1993. Т. 10. № З.С. 255-271.

42. Гейл Э., Кандлифф Э. Молекулярные основы действия антибиотиков. М.: Мир. 1975.500с.

43. Гланц С. медико-биологическая статистика. М.: «Практика». 1998. 459с.

44. Гончарова И.А. Влияние четвертичных аммониевых соединений на агрессивность микромицетов, поражающих музейные экспонаты // В сб."VI Всесоюзная конференция по биоповреждениям". Н.Новгород. 1991. С. 18-19.

45. Гофман Э. Динамическая биохимия. М.: Медецина. 1971.

46. Гудзь О.В., Овчинников В.Г., Писько Г.Т. и др. Противомикробные свойства поверхностно-активных антисептических средств производных полиметилдиамина // Микробиологический журнал. 1987. Т. 49. № 2. С. 82-85.

47. Гусарова JI.A., Витринская A.M., Дыхание и дегидрогеназная активность Candida tropicalis в присутствии фурфурола // Прикладная биохимия и микробиология. 1970. Т. 6. № 2. С. 161-167.

48. Диксон М., Уэбб Э. Ферменты. М.: Мир. 1982. 242с.

49. Ежов В.А., Санцевич Н.И., Безбородова С.И. Влияние ортофосфата на биосинтез внеклеточных фосфогидролаз Pénicillium brevi-compactum II Микробиология. 1976. T. 55. № 2. С. 253-258.

50. Жильцов С.Ф., Шустров С.Б. Биостойкие полимеры на основе металло-рганических катализаторов // В сб."VI Всесоюзная конференция по биоповреждениям". Н.Новгород. 1991. С. 28.

51. Заботин К. П., Шмелева А. Н., Новоспасская Н. Ю., Чернорукова 3. Г. и др. Оловоорганические полимерные биоциды. Состояние исследований и практического использования // Сб. АН СССР "Биоповреждения и защита материалов биоцидами". М. 1988. С. 36-43.

52. Заботин К. П., Новоспасская Н. Ю., Чернорукова 3. Г. и др. Применение биоцидных оловоорганических препаратов в качестве средств защиты бумаги от биоповреждений плесневыми грибами // Вестник Нижегор. ун-та. Сер. Химия. 1998. № 1. С. 93-97.

53. Злочевская И.В., Абсалямов С .Я., Галимова Л.М., Решетникова И.А. Изучение действия триметилалкиламмонийхлорида на гриб Aspergillus ustus II Микология и фитопатология. 1980. Т. 14. № 3. С. 212-216.

54. Злочевская И.В., Абсалямов С.Я., Галимова Л.М., Решетникова И.А. К изучению механизма фунгицидного действия четвертичных аммониевых соединений // Научн. докл. высш. школы. Биологические науки. 1981. № 3. С. 80-83.

55. Злочевская И.В., Акимова Ю.Д., Галимова А.М. Действие полиэтилени-мина на некоторые грибы // Вестник МГУ. Сер. биологическая. 1975. № 3. С. 69-73.

56. Злочевская И.В., Бобкова Т.С., Чекунова Л.Н., Ильичев И.В., Ануфриев Е.К. Антимикробная активность производных меркаптосукцинамовых кислот // Вестник МГУ. Сер. биологическая. 1977. № 1. С. 70-73.

57. Злочевская И.В., Галимова А.М. Влияние триэтилоловохлорида на некоторые процессы метаболизма Pénicillium cyclopium Westling II Микология и фитопатология. 1984. Т. 18. № 1. С. 44-48.

58. Злочевская И.В., Галимова А.М. Действие некоторых соединений олова на Pénicillium cyclopium // Микология и фитопатология. 1975. № 3. С. 137-139.

59. Зуева H.H., Далев П.Т., Лазарева Д.Л. Свойства, получение и практическое применение щелочной фосфатазы // Биохимия. 1993. Т. 58. №. 7. С. 1009-1022.

60. Иванова С.Н. Фунгициды и их применение // Труды Всесоюзного химического общества им. Д.И. Менделеева. 1964. Т. 9. С. 56-65.

61. Ильичев В.Д., Бочаров Б.В., Анисимов A.A. Биоповреждения. / Под ред. Ильичева В.Д. М.: Высшая школа. 1987. 352с.

62. Кадыров Ч.Ш. Гербициды и фунгициды как антиметаболиты ферментативных систем. 1970. Ташкент: ФАН. 77с.

63. Калюжин В.А. Рост турбидостатной культуры дрожжей при высокой концентрации веществ в стационарном режиме и в условиях осмотического шока // Микробиология. 1998. Т. 67. № 5. С. 607-612.

64. Капля A.A., Кравцов A.B., Кравцова В.В. Чувствительность изоформ каталитических субъединиц Ка+,К+-АТФазы мозга крысы к Ds-Na // Биохимия. 1995. Т. 60. № 6. С. 970-976.

65. Карасевич Ю.Н. Экспериментальная адаптация микроорганизмов. М.: Наука. 1975. 240с.

66. Коваль Э.З., Сидоренко А.И. Повреждение грибами лакокрасочных покрытий на металлах // Микробиологический журнал. 1987. Т. 49. № 3. С. 81-84.

67. Козлов И.А., Кононенко В.А. взаимодействие растворимых митохондри-альных АТФаз с адениловыми нуклеотидами и Mg2+ // Биоорганическая химия. 1975. № 1. С. 489-493.

68. Колупаев Ю.Е., Трунова Т.И. Особенности метаболизма и защитные функции углеводов растений в условиях стрессов // Физиология и биохимия культ, растений . 1992. Т. 24. № 6. С. 523-533.

69. Коновалов С.А. Биосинтез ферментов микроорганизмов. М.: Наука. 1972. 268с.

70. Кретович B.JI. Биохимия растений. М.: Высшая школа. 1986. 502с.

71. Кретович B.JI. Введение в энзимологию. М.: Наука. 1983. 268с.

72. Крицкий М.С., Белозерская Т.А., Кулаев И.С. О взаимоотношении обмена РНК и полифосфатов у некоторых грибов // Физиология растений. 1968. Т. 180. №3. С. 746-749.

73. Кузнецов В.В., Рощупкин Б.В., Хыдыров Б.Т., Борисова Н.Н. Взаимодействие исходной и адаптивной устойчивости растений при засолении // ДАН СССР. 1990. Т. 34. № 2. С. 509-512.

74. Кулаев И.С. Биохимия высокомолекулярных полифосфатов. М.: МГУ. 1975. 250с.

75. Кулаев И.С. Биохимия и биотехнология неорганических полифосфатов // Биохимия. 2000. Т. 65. № 3. С. 323-324.

76. Кулаев И.С. Эволюционные аспекты биохимии неорганических полифосфатов // Молекулярная биология. 1995. Т. 29. № 6. С. 1210-1217.

77. Кулаев И.С., Белозерский А.Н., Островский Д.Н. Изучение кислорас-творимых фосфорных соединений Pénicillium chrysgenum Q-176 при различных условиях выращивания // Биохимия. 1961. Т. 26. № 1. С. 188-199.

78. Кулаев И.С., Вагабов В.М., Кулаковская Т.В., Личко Л.П., Андреева Н.А., Трилисенко Н.В. Развитие идей А.Н. Белозерского по биохимии полифосфатов // Биохимия. 2000. Т. 65. № 3. С. 325-333.

79. Кулаев И.С., Конашенко Г.И., Умнов A.M. Локализация полифосфатаз, гидролизующих полифосфаты до ортофосфата в субклеточных структурах Neurospora crassa II Биохимия. 1972. Т. 37. № 1. С. 227-232.

80. Кулаев И.С., Крашенинников И.А., Кокурина Н.К. О локализации неорганических полифосфатов и нуклеотидов в мицелии Neurospora crassa II Биохимия. 1966. Т. 31. № 4. С. 850-858.

81. Кулаева О.Н., Микулович Т.П., Хохлова В.А. Стрессовые белки растений. В кн.: Современные проблемы биохимии / Под ред. Г.К. Скрябина, М.С. Одинцовой. М.: Наука. 1991. С. 174-190.

82. Кулаковская Т.В. Экзополифосфатазы дрожжей Saccharomyces cerevisiae: Автореф. дис. доктора биол. наук. Пущино. 2001. 36с.

83. Кулаковская Т.В., Куранов А.Ю., Окороков Л.А. ТГ-АТФаза вакуолей дрожжей ингибируется гепарином // Биохимия. 1993. Т. 58. № 9. С. 13891393.

84. Кулаковская Т.В., Личко Л.п., Окороков Л.А. Пирофосфатаза второй протонный насос вакуолярной мембраны дрожжей Saccharomyces carls-bergensis II Физиология растений. 1989. Т. 36. № 1. С. 5-10.

85. Лайвениекс М.Г., Циоменко А.Б., Бобык М.А., Кулаев И.С. Синтез кислой фосфатазы при обезвоживании дрожжей Saccharomyces cerevisiae II Прикладная биохимия и микробиология. 1978. Т. 14. № 5. С. 690-693.

86. Леонтьева А.Н., Чеголузова C.B. О влиянии фунгицидов на поступление сахарозы и аланина в мицелий плесневого гриба Aspergillus niger IIВ сб. "Биохимические основы защиты промышленных материалов от биоповреждений". Горький. 1987. С. 13-18.

87. Личко Л.П. Н^-АТФаза и Н^-пирофосфатаза вакуолей дрожжей Sac-charomyces carlsbergensis II В сб. «Актуальные проблемы биохимии эу-кариотов и прокариотов». Пущино. 1990. С. 129-140.

88. Личко Л.П. Н+-АТФаза и Н+-пирофосфатаза вакуолярной мембраны дрожжей // Биохимия. 1995. Т. 60. С. 851-863.

89. Личко Л.П., Кулаковская Т.В., Кулаев И.С. Влияние PAF, сфингозина и гепарина на некоторые фосфогидролазные и транспортные активности вакуолей дрожжей // Биохимия. 1994. Т. 59. № 7. С. 1088-1097.

90. Личко Л.П., Окороков Л.А. Выделение вакуолярных мембран дрожжей и изучение распределения некоторых фосфогидролаз между тонопластом и вакуолярным соком // Биохимия. 1988. Т. 53. С. 997-1001.

91. ЮО.Лопина О.Д. Взаимодействие каталитической субъединицы Na+,K+-АТФазы с клеточными белками и другими эндогенными регуляторами // Биохимия. 2001. Т. 66. № 10. С. 1389-1400.

92. Лукьянова В.П., Смилянская Г.А., Яковлев К.П., Селивохин П.И., Ильин С.Н., Бурмакин Н.М., Кукаленко С.С., Володкович С.Д., Андреева Е.И. Грибостойкая композиция. Авторское свид. № 535327. 1976.

93. Мансурова С.Э., Ермакова С.А., Звягильская P.A., Кулаев И.С. Синтез неорганического пирофосфата митохондриями дрожжеподобного гриба Endomyces magnusii, сопряженный с работой дыхательной цепи // Микробиология. 1975. Т. 44. № 5. С. 874-879.

94. ЮЗ.Меерсон Ф.З. Физиология адаптационных процессов. М.: Наука. 1986. 639с.

95. Мельников H.H. Химия пестицидов. 1968. М. 495с.

96. Методы биохимического исследования растений / Под ред. Ермакова А.И. Л.: «Колос». 1972. 208с.

97. Методы изучения мембран растительных клеток: учебное пособие / Под. ред. Полевого В.В. Л.: ЛГУ. 1986. 192с.

98. Мюллер Э., Леффел В. Микология. М.: Мир. 1995. 343с.

99. Наккар С., Веселова М.Н., Чухрай Е.В., Полторак О.М. Роль ионов магния в формировании каталитически активных адсорбционных слоев щелочной фосфатазы // Журнал физической химии. 1988. Т. 62. №. 1. С. 3125-3128.

100. Островский Д.Н., Сепетов Н.Ф., Решетняк В.И., Сибельдина Л.А. Изучение локализации полифосфатов в клетках микроорганизмов с помощью 31-Р-ЯМР с разрешением 78 МГц // Биохимия. 1980. Т. 45. № 4. С. 517525.

101. Ш.Пахомова В.М. Основные положения современной теории стресса и неспецифический адаптационный синдром у растений // Цитология. 1995. Т. 37. № 1-2. С. 66-91.

102. Пашкявичус А. Дрожжевые грибы и их биологические особенности при функционировании на разных субстратах: Автореф. дис. доктора ес-теств. наук. Вильнюс. 1993.

103. ПЗ.Пирузен Л.А. и др. Действие физиологически активных соединений на биологические мембраны. М.: Наука. 1974. 235с.

104. Позмогова И.Н., Мальян А.Н. О физиологии термофильных и мезофиль-ных бацилл при оптимальных и субмаксимальных температурах развития // Микробиология. 1976. Т. 45. № 2. С. 284-290.

105. Позмогова И.Н., Мальян А.Н. Содержание АТФ в клетках Candida tropicalis, развивающихся при разных температурах // Микробиология. 1976а. Т. 45. №3. С. 413-416.

106. Полевой В.В. Физиология растений. Д.: Высш. шк. 1989. 464с.

107. Полторак О.М., Чухрай Е.С., Веселова М.Н. О полифункциональности щелочных фосфатаз // Журн. физич. химии. 1991. Т. 65. № 5. С. 11531178.

108. Пятыгин С.С., Опритов В.А., Крауз В.О., Абрамова H.H., Воденеев В.А. Биоэлектрическая активность клеток высшего растения при химическом стресс-воздействии // Вестник ННГУ. Сер. Биологическая. 1999. № 1. С. 119-123.

109. Ротенберг Ю.С., Кольман Г.П. Ингибирование процессов дыхания и фосфорилирования производными малеимида // Биохимия. 1975. Т. 40. № 3. С. 489-496.

110. Рош Р.Н. Транспорт ионов через мембрану посредством полифосфат-поли-В-З-гидроксибутиратных комплексов // Биохимия. 2000. Т. 65. № 3. С. 334-352.

111. Рубцов A.M., Болдырев A.A., Лопина О.Д., Макстей Д., Личунь Я., Ку-инн П.Дж. Исследование вращательной подвижности мембраносвязан-ной Ыа+,К+-АТФазы//Биохимия. 1994. Т. 59. № 12. С. 1900-1910.

112. Рэкер Э. Биохимические механизмы: новые взгляды. М.: Мир. 1979. 216с.

113. Селье Г. На уровне целого организма. М.: Наука. 1972. 122с.

114. Семенова И.Н., Егоров С.Н., Егоров С.Н. Образование секретируемой кислой фосфатазы при росте дрожжей Saccharomyces cerevisiae на различных источниках углеродного и азотного питания // Микробиология. 1988. Т. 55. №5. С. 796-799.1. Т I

115. Сидоренко Л.П., Коваль Э.З. Влияние ионов хрома (Сг ) на рост мико-деструкторов металлосодержащих субстратов // В сб."VI Всесоюзная конференция по биоповреждениям". Н.Новгород. 1991. С. 66-67.

116. Скулачев В.П. Биоэнергетика. Мембранные преобразователи энергии / Под ред. Болдырева А.А. М.: Высш. шк. 1989. 271с.

117. Скулачев В.П., Козлов И.А. Протонные аденозинтрифосфатазы: молекулярные биологические генераторы тока. М.: Наука. 1977. 93с.

118. Смирнов В.Ф., Анисимов А.А., Семичева А.С., Плохута Л.П. Действие фунгицидов на интенсивность дыхания гриба Aspergillus niger и активность ферментов каталазы и пероксидазы. В сб. "Биохимия и биофизика микроорганизмов". 1976. Горький. № 4. С. 9-13.

119. Смирнов В.Ф., Веселов А.П., Семичева А.С., Смирнова О.Н., Захарова Е.А. Экологические и биологические аспекты деструкции промышленных материалов микроорганизмами. Нижний Новгород: ННГУ. 2002.

120. Смирнов В.Ф., Леонтьева А.Н., Захарова Е.А. Исследование действия различных биоцидов на активность фосфатаз Aspergillus niger II Микро-биол. журнал. 1990. Т. 52. № 6. С. 69-73.

121. Смирнов В.Ф., Леонтьева А.Н., Игнатьева И.С. Изучение белковых фракций липооризина и действие фунгицидов на липолитическую активность //В сб. "Биохимические основы защиты промышленных материалов от биоповреждений". Горький. 1989. С. 10-14.

122. Смирнов В.Ф., Леонтьева А.Н., Смирнова О.Н., Захарова Е.А. О действии фунгицидов на дыхание и активность каталазы и СОД гриба Aspergillus niger II В сб. "VI Всесоюзная конференция по биоповреждениям". Н.Новгород. 1991. С. 69-70.

123. Смирнова О.Н. Роль сообществ микроорганизмов в биоповреждении полимерных материалов на предприятиях агропромышленного комплекса: Автореф. дис. канд. биол. наук. Н. Новгород. 2000. 20с.

124. Соломатов В.И., Ерофеев В.Т., Смирнов В.Ф. и др. Биологическое сопротивление материалов. Саранск: Изд-во Мордовского ун-та. 2001. 196с.

125. Трилисенко Л.В., Вагабов В.М., Кулаев И.С. Обнаружение и внутриклеточная локализация двух полифосфатфосфогидролаз с разной субстратной специфичностью у «8Нте»-варианта Neurospora crassa II Докл. АН СССР. 1985. Т. 2. С. 763-765.

126. Туманов А.А., Филимонова И.А. Фунгицидное действие неорганических ионов на виды грибов рода Aspergillus II Микология и фитопатология. 1976. Т. 10. №3. С. 141-145.

127. Туркина М.В., Соколова С.В. Изучение мембранного транспорта сахарозы в растительной ткани // Физиология растений. 1972. Т. 19. С. 912-920.

128. Уолд Г. Горизонты биохимии. М.: Мир. 1964. 308с.

129. Уэбб JI. Ингибиторы ферментов и метаболизма. 1966. М.: Мир. 862с.

130. Федосова Н.У., Бердашкевич Е.А., Федосов С.Н., Болдырев A.A. Влияние температуры и pH на гидролиз АТФ Ыа+,К+-АТФазой солевых желез утки //Биохимия. 1993. Т. 58. № 7. С. 1077-1085.

131. Ховрычев М.П., Андреева Е.А., Лирова С.А., Голубович В.Н., Помазкова В.А., Рябчук В.А., Федорович P.M. Влияние TT, OTT, Cu2+ и Ag+ на аминокислотный состав клеток хемиостатной культуры Candida utilis II Микробиология. Т. 55. № 3. С. 437-439.

132. Хьюз М. Неорганическая химия биологических процессов. М.: Мир. 1983. 512с.

133. Цветков И.Л., Зарубин С.Л., Урванцева Г.А., Коничев A.C., Филиппович Ю.Б. Кислая фосфатаза гидробионтов как фермент-индикатор биохимической адаптации к воздействию токсических веществ // Биохимия. 1997. Т. 61. №5. С. 539-545.

134. Чадаева Н.И., Романова Н.М. Изменение содержания сиаловых кислот и белков в процессе онтогенеза мицелиальных грибов активных биоде-градантов // Сб. материалов "Биоповреждения в промышленности". Горький: ГГУ. 1985. С. 42-45.

135. Шабалин Ю.А. Пирофосфатные производные долихола в биосинтезе гликопротеинов и полифосфатов // В сб. Всес. конф. «Регуляция микробного метаболизма». Пущино. 1989. С. 125.

136. Швец И.М., Бешкарева M.B. Ингибирующее действие нитраттрибутило-лова на ГГ-АТФазу плазматических мембран клеток флоэмы высших растений // В сб. «Боэлектрогенез и мембранный транспорт у растений». ГГУ. 1989. С. 46-51.

137. Шевченко И.В., Слепенькин A.B., Горохова Н.В. Адаптация микромице-тов к металлорганическим фунгицидам // Биохимические основы защиты промышленных материалов от биоповреждений. Горький. 1989. С. 34-38.

138. Шиба Т., Цуцуми К., Ишиге К., Ногучи Т. Неорганические полифосфаты и полифосфаткиназа: новые биологические функции и применение // Биохимия. 2000. Т. 65. № 3. С. 375-384.

139. Шкорбатов Г.Л. К построению общей теории адаптации // Журн. общ. биол. 1982. Т. 42. № 6. С. 775-787.

140. Шнырева М.Г., Егоров С.Н. О возможности существования различных путей секреции кислой фосфатазы у дрожжей Saccharomyces cerevisiae II Микробиология. 1990. Т. 59. № 6. С. 948-955.

141. Шредер Х.С., Курц JL, Мюллер В.Е.Г., Лоренц Б. Полифосфаты костной ткани // Биохимия. 2000. Т. 65. № 3. С. 325-333.

142. Щербаков В.И., Фельдман М.С., Копытов Е.Б., Иванов Е.Ф. Изучение фунгицидной активности новых оловоорганических соединений // В сб."VI Всесоюзная конференция по биоповреждениям". Н.Новгород. 1991. С. 82-83.

143. Элланская И.А., Соколова Е.В., Курченко И.Н. Влияние микроэлементов на морфогенез некоторых видов грибов рода Fusarium И Микробиология. 1993. № 55. С. 19-28.

144. Яковлева Т.В., Мансурова С.Э., Кулаев И.С. Исследование пирофосфа-тазы проростков пшеницы: общая характеристика, множественные формы, изменение активности в процессе развития // Физиология растений. 1981. Т. 28. № 1.С. 94-102.

145. Якушкина Н.И., Куланова И.А., Шмелева В.И. Влияние (3-ИУК на поглощение ионов К+ и активность АТФаз гипокотилей черенков фасоли // Физиология растений. 1979. Т. 26. С. 1187-1192.

146. Aleksieva P., Dulguerova G., Tchorbanov В. Fungi as a sourse of extracellular acid phospfatase // GIAM 10: 10th Int. Conf. Glob. Impacts Appl. Microbial. and Biotecnol. Elsinore. 1995. P. 130.

147. Ault-Riche D., Fraley C.D., Tzeng C.-M., Kornberg A. Novel assay reveals multiple pathways regulating stress-induced accumulations of inorganic polyphosphate in Escherichia colill J. Bacteriol. 1998. № 7. P. 1841-1847.

148. Beauvoit В., Rigoulet M., Guerin В., Canioni P. Polyphosphates as a source of high energy phosphates in yeast mitochondria: a31PNMR study // FEBS Lett. 1989. № 1-2. P. 17-21.

149. Bedus J.R., Rocea-Serra J. Purification, properties and localization of alkaline phosphatase of yeast Candida tropicalis II Plant Sci. Lett. 1982. V. 27. № 2. P. 163-172.

150. Blum U., Schwedt G. Inhibition behavior of acid phosphatase, phosphodiesterase I and adenosine deaminase as tools for trace metal analysis and speci-ation // Anal. Chim. Acta. 1998. V. 360. № 1-3. P. 101-108.

151. Bock J.L., Kowalsky A. Zinc Stechiometry in Esch. coli alkaline phosphatase.31

152. Studius by PJI NMR ion-exehange chromatography // Biochim. et Biophys. Acta. 1978. V. 526. № 1. P. 135-146.

153. Burchfield H.P., Storrs E.E. Mechanism of action of fungicides and their reactivities substrates // The 3-rd Int. Biodegrad. Simp. 1976. P. 1043-1055.

154. Cramer C.L., Vaughn L.E., Davis R.H. Basic aminoacids and inorganic polyphosphates in Neurospora crassa: independent regulation of vacuolar pools // J. Bacteriol. 1980. V. 142. № 3. P. 945-952.

155. Cremlyn R.J. The mode biochemical action of some well-known fungicides // Herbic and Fungic. Factors Activ. Proc. Symp. 1977. P. 22-34.

156. Dibenetto G. Dati preliminary su la regolazione "da glucosio" della fosfatasi acida aspecfica di Schizosaccharomyces pombe II Atti. Assoc. genet. Ital. 1975. V. 20. P. 133-135.

157. Dietrish S.M.C. Presence of polyphosphate of low molecular in zygomycetes // J. Bacteriol. 1976. V. 127. № 3. P. 1408-1413.

158. Dirheimer. G., Ebel J.P. Charactérisation d'une polyphosphate-AMP-phosphotransférase dans Corynebacterium xerosis II C.R. Acad. Sc. 1965. V. 260. P. 3787-3790.

159. Doi S., Watanade M., Tanabe K., Nakasako M., Yoshimura M. Induction of repressible acid phosphatase by unsaturated fatty acid in Saccharomyces sere-visiae II J. Cell. Sci. 1989. V. 94. № 3. P. 511-516.

160. Ebel J.P. Sur le dosage des metaphosphates dans les microorganismes par hydrolyse différentielle technique et application aux levures // C.R. Acad. Sci. 1948. V. 226. P. 2184-2186.

161. Elorza V.M., Rodrigues L., Villanueva J.R., Sentandreu R. Regulation of acid phosphatase synthesis in Saccharomyces serevisiae II Biochim. et Biophys. Acta. 1978. V. 521. P. 342-351.

162. Felter S., Stahl A.J.C. Enzymes du métabolizme des polyposphates dans la levure. III. Purification et propriétés de la polyposphate-ADP-phosphotransférase // Biochemie. 1973. V. 55. P. 245-251.

163. Gonyales H., Jensen T. Nickel sequestering bz polzphosphate bodies in Staphzlococcus aureus II Microbios. 1998. V. 93. № 376. P. 179-185.

164. Heinonen J., Joronen I., Tuokko H. Adaptation of the cells of Escherichia coli to the presence of hydroxyurea increases the level of inorganic pyrophosphate activity // Chem.-Biol. Interact. 1976. № 1. P. 91-98.

165. Heinonen J.K., Lahti R.J. A new and convenient colorimetric determination of inorganic orthophosphate and its application to the assay of inorganic pyrophosphatase // Anal. Biochem.1981. V. 113. № 2. P. 313-317.

166. Hall R. Fungitoxicantes and fungal taxonomy // The botanical review. 1979. V. 45. № l.P. 1-14.

167. Hubbard M., Sullivan P.A., Shepherd M.G. The kinetics and divalent action inhibition of plasma membrane ATPase in the yeast Candida albicans II J. Biol. Chem. 1985. V. 260. № 11. P. 6782-6787.

168. Ishida Y., Tsuruta H., Tsuneta S.T., Uno T., Watanabe K., Aizono Y. Characteristics of psychrophilic alkaline phosphatase // Biosci. Biotechnol. and Bio-chem. 1998. V. 62. № 11. P. 2246-2250.

169. Joho M., Inouhe M., Tohoyama H., Murayama T. Nickel resistance mechanisms in yeast and ther fungi // J. Ind. Microbiol. 1995. V. 14. № 2. P. 164168.

170. Koasling J.D. Application of polyphosphate metabolism to environmental and biotechnological problems // International symposium "Modern problems of microbial biochemistry and biotechnology". Puschino. 2000. P. 19.

171. Kretschmer S. Locolization of phospgatase in Streptomyces nourisei II Basis. Microbiol. 1986. № 8. P. 467-474.

172. Kulaev I., Kulakovskaya T. Polyphospate and phosphate pump // Annu. Rev. Microbiol. 2000. V. 54. P. 709-734.

173. Langen P., Liss E. Uber Bilding und Umsatz der Polyphosphate der Hefe // Biochem. J. 1958.330. P. 455.

174. Lee G., Vierlin E. A small heat shock protein cooperates with heat shack protein 70 systems to reactivate a heat-denatured // Plant Physiol. 2000. V. 122. № l.P. 189-197.

175. Lennart A. Properties of alkaline phosphatase of the halotolerant yeast De-baryomyces hansenii II Biochim. et Biophys. Acta. 1972. V. 522. № 1. P. 113121.

176. Lichko L., Kulakovskaya T., Kulaev I. Membrane-bound and soluble polyphosphatases of mitochondria of Saccharomyces serevisiae: Identification and comparative characterization // Biochim. et Biophys. Acta. Biomembranes. 1998. V. 1372. №2. P. 153-162.

177. Lowry O.H., Rosebrough N.J., Farr A.L., Randall RJ. Protein measurement with the Folin phenol reagent // J. Biol. Chem. 1951. 193. P. 265-275.

178. Macik-Niewiadomy G., Niewiadomy A. Studia had mechanismem oddziaky-hawia rungioydow karboditiowych w komorkowych procesach en-errgetycznych // Pestycydy. 1993. № l.P. 9-16.

179. Meyerhof O., Shatas R., Kaplan A. Heat of hydrolysis of trimetaphosphate // Biochim. et Biophys. Acta. 1953. V. 12. P. 121-127.

180. Morsomme P., Boutry M. The plant plasma membrane H+-ATO-ase: structure, function and regulation // Biochem. and Biophys. Acta. 2000. 1465. P. 116.

181. Norio W., Yonkichi S., Nideo S., Katsuhesa Y. Cytochemical studies employing X-ray microanalis on acid alkaline phosphatases in Aspergillus oryzae II Agr. and Biol. Chem. 1980. V. 44. № 2. P. 447-450.

182. Norio W., Yonkichi S., Nideo S., Tchiro T. Cytochemical localization of acid and alkaline phosphatases in Aspergillus oryzae II G. Leu. and Appl. Microbiol. 1975. V. 21. № 4. P. 233-245.

183. Ohwaki K., Lewis M.I. Adenosintriphosphatase of Saccharomyces carlsber-gensis II I. Instit. Brew. 1977. № 4. P. 352-357.

184. Pilar E., Carlos G. Activation of yeast plasma membrane ATPase by acid pH during growth // FEBS Lett. 1987. 224. № l. p. 187-192.

185. Pilatus U., Mayer A., Hildebrandt A. Nuclear polyphosphate as a possible of energy during the sporulation of Phusarium polycephalum II Arch. Biochem. Biophys. 1989. V. 273. P. 215-223.

186. Plesofsky N., Brambl R. Glucose metabolism in Neurospora is altered by heat shock and disruption of HSP 30 // Biochim. et Biophys. Acta. Mol. Cell Res. 1999. V. 1449. № l.P. 73-82.

187. Portillo F. Regulation of plasma membrane H^-ATOase in fungi and plants // Biochem. and Biophys. Acta. 2000. 1469. P. 31-42.

188. Rao N.N., Liu S., Kornberg A. Inorganic polyphosphate in Escherichia coli: The phosphate regulon and stringent response // J. Bacteriol. 1998. V. 180. № 8. P. 2186-2193.

189. Rasin S. Proprieties of membrane adenosintriphosphatase // Biochem. and Biophys. Acta. 1972. № 265. P. 241-248.

190. Schnyreva M.G., Egorov S.N. The isoelectric focusing of secretory glycoproteins from Saccharomyces serevisiae II Proc. 2 nd Int. Conf. Biochem. Separ. Budapest. 1988. P. 75-77.

191. Schroder H.C., Muller W.E.G. (Eds.) Inorganic polyphosphates. Biochemic-try. Biology. Biotechnology. Springer-Verlag, Berlin-Heidelberg-New York. 1999. 317p.

192. Selwan R. Effect of growth substrates on phosphatases of Aspergillus nidu-laris under neat stress // Indian I. Exp. Biol. 1980. V. 18. № 4. P. 365-368

193. Selwan R., Radha S.K. Adenosinetriphosphatasa of Aspergillus niger activation by calcium ion // Indian J. of Biochem. and Biophys. 1974. V. 11. № l.P. 83-85.

194. Serrano R. Characterization of the plasma membrane ATAase of Saccharomyces cerevisiae II Mol. and Cell.Biochem. 1978. V. 22. № l.P. 55-63

195. Shimada Y., Shinmyo A., Enastsu T. Characterization and localization of acid phosphatase produced by Aspergillus niger II J. Ferment. Technol. 1974. V. 52. № 6. P. 369-377.

196. Solineme R., Guerrini A. M., Donini P. Levels of acids soluble polyphosphate in growing cultures of Saccharomyces cerevisiae II J. Bacteriol. 1980. V. 143. №2. P. 710-714.

197. Torres M., Goldberg J., Jensen T.E. Heavy metal uptake by polyphosphate bodies in living and killed cells of Plectonema boryanum (Cyanophycae) // Microbios. 1998. V. 96. № 385. P. 141-147.

198. Trilisenko L.V., Shchpanova I.N., Sibeldina L.A., Vagabov V.M. 31P-NMR spectroscopic study of polyphosphates in the yeast // Modern problems of microbial biochemistry and biotechnology. International symposium. Push-chino.2000. P. 60.

199. Van Rijn H.J.M., Linnemans W.A.M., Boer P. Localization of acid phosphatase in protoplasts from Saccharomyces serevisiae II J. Bacteriol. 1975. № 3.P. 1144-1149.

200. Wakao N., Sacurai I., Shiota H., Tanimura I. Cytochemical localization of acid phosphatases Aspergillus oryzae II Genetic and microbiology. 1975. V. 21. №4. P. 233-249.

201. Watson K., Deegenaars M., Thomas-Hall S. Diversity of the yeast stress response // IX Int. Congress of Bacteriol. and Applied Microbiol, and IX Int. Cogress Mycology. 1999. P. 179-180.

202. Weil-Malherbe H., Green R. H. The Catalytic effect Molybdate on the Hydrolysis of organic Phosphate Bonds // Biochem. J. 1951. № 49. P. 286.

203. Wera S., De Schrijver E., Geyskens I., Nwaka S., Thevelien J.M. Opposite roles of trehalase activity in heat-shock recovery and heat-shock survival in Saccharomyces serevisiae II Biochem. J. 1999. V. 343. № 3. P. 621-626.

204. Yang Y.C., Bastos M., Chen K.Y. Effects of osmotic stress and growth stageon cellular pH and polyphosphate metabolism in Neurospora crassa as stud* 31ied by P-nuclear magnetic resonance spectroscopy // Biochim. Biophys. Acta. 1993. P. 141-147.

205. Yonekichi S., Katsuyoshi T., Nideo S. Multiple forms and some properties of alkaline phosphatase produced by Aspergillus oryzae on solid medium // Arg. and Biol. Chem. 1981. V. 45. № 9. P. 1959-1967.

206. Yoshida A. Studies on metaphosphate. Heat of hydrolysis of metaphosphate extracted from yeast cells // J. Biochem. (Tokyo). 1955. V. 42. P. 165-168.

Информация о работе

Перцева, Анна Дмитриевна
кандидата биологических наук
Нижний Новгород, 2003
ВАК 03.00.16

Диссертация

Особенности энергетического обмена микроскопических грибов-деструкторов промышленных материалов при экстремальном воздействии температурного и химического факторов - тема диссертации по биологии, скачайте бесплатно

Похожие работы