Введение
ГЛАВА 1. Особенности биологии метанотрофных бактерий .. 12
1.1. История развития метапотрофии как научного направления 12
1.2. Свойства метанотрофных бактерий 17
1.2.1. Физиолого-биохимические свойства и ультраструктура 18
1.2.2. Таксономическое разнообразие аэробных метанотрофов 24
1.2.3. Особенности метаболизма облигатных метанотрофов 25
1.2.3.1. Энергетический метаболизм метанотрофов 25
1.2.3.2. Конструктивный метаболизм метанотрофов 35
1.2.3.3. Биохимическая основа облигатной метапотрофии 41
1.3. Методы детекции и анализа метанотрофных популяций 46
1.4. Аэробные метанотрофы экстремальных экосистем 51
1.4.1. Метанотрофы (гипер)соленых и щелочных экосистем 51
1.4.2. Термофильные и термотолерантные метанотрофы 60
1.4.3. Метанотрофные бактерии психросферы 62
Экспериментальная часть 66
ГЛАВА 2. Материалы и методы исследования 66
2.1. Объекты исследования 66
2.2. Культивирование метанотрофов 66
2.3. Выделение накопительных и чистых культур метанотрофов 68
2.4. Изучение физиологических свойств 69
2.5. Полярографические измерения 69
2.6. Изучение влияния NaCl на потребление метана 70
2.7. Изучение морфологических и цитологических свойств метанотрофов 70
2.8. Определение числа клеток метанотрофов 71
2.9. Изучение влияния ингибиторов и ионофоров на подвижность клеток 71
2.10. Определение фосфолипидного состава клеток ; 71
2.11. Анализ жирнокислотного состава клеток 73
2.12. Определение цитохромов 74
2.13. Определение убихинонов 74
2.14. Определение формиата 74
2.15. Идентификация органических осмолитов у метанотрофов 75
2.16. Определение содержания воды в клетках 76
2.17. Характеристика белков S-слоев 76
2.18. Молекулярно-генетические методы 78
2.18.1. Выделение и очистка препаратов ДНК 78
2.18.2. Определение нуклеотидного состава ДНК и ДНК-ДНК-гибридизация 78
2.18.3. ПЦР-амплификация 81
2.18.4. Выделение плазмидной ДНК 83
2.18.5. Выделение РНК и ПЦР с обратной транскрипцией (ОТ-ПЦР) 83
2.18.6. Клонирование генов биосинтеза эктоина 85
2.19. Выделение белков аффинной металл-хелатной хроматографией 86
2.20. Определение активности ферментов 86
Результаты и их обсуждение 95
ГЛАВА 3. Метанотрофы соленых и щелочных водоемов 95
3.1. Потенциальная активность потребления метана в соленых и щелочных водоемах 95
3.2. Выделение чистых культур галофильных и алкалофильных метанотрофов 98
3.3. Таксономическое положение и физиологические свойства солезависимых метанотрофов 99
3.4. Особенности метаболизма 107
3.5. Особенности роста галоалкалофильных метанотрофов на метаноле 110
3.6. Механизмы осмоадаптации метанотрофов 115
3.6.1. Особенности ультраструктуры солезависимых метанотрофов 116
3.6.2. Фосфолипидный и жирнокислотный состав клеток 123
3.7. Осмопротекторы галофильных и галотолерантных метанотрофов 124
3.7.1. Спектр совместимых растворимых веществ 126
3.7.2. Пути биосинтеза осмопротекторов у метанотрофов 129
3.7.3. Идентификация генов биосинтеза эктоина у Mm. alcaliphilum 20Z 131
3.8.1. Филогенетический анализ генов биосинтеза эктоина : 136
3.7.1. Клонирование, очистка и характеристика ДАБ-ацетилтрансферазы
Mm. alcaliphilum 20Z 138
3.8. Биоэнергетические аспекты осмоадаптации метанотрофов 141
ГЛАВА 4. Умеренно термофильные метанотрофы 146
4.1. Морфофизиологические особенности метанотрофов рода Methylocaldum 146
4.2. Особенности конструктивного метаболизма 151
4.3. Метанотрофы термальных источников 153
ГЛАВА 5. Аэробные метанотрофы холодных экосистем 155
5.1. Особенности метаболизма Methylobacterpsychrophilus 155
5.2. Особенности метаболизма ацидофильных метанотрофов 156
5.3. Метанотрофные бактерии почв Северной тайги и Субарктической тундры России 158
5.4. Метанотрофы многолетнемерзлых пород 161
5.5. Метанотрофы глубинных залежей гранитов 165
Краткое описание новых таксонов метанотрофов 171
Заключение 175
Выводы 176
Список цитируемой литературы
