Введение
1. Обзор литературы 11
1.1. Систематическое положение Rba. capsulatus 11
1.2. Общая характеристика и физиология пурпурных несерных бактерий. Отличительные особенности Rba. capsulatus 11
1.2.1. Рост на свету в анаэробных условиях 13
1.2.2. Рост в темноте 14
1.2.3. Характеристика фотосинтетического аппарата пурпурных несерных бактерий. 15
1.2.4. Потребляемые источники азота, серы. Необходимые витамины 17
1.3. Углеродный метаболизм пурпурных несерных бактерий 18
1.3.1. Гетеротрофный метаболизм 18
1.3.2. Автотрофная фиксация СОг 20
1.3.3. Запасные вещества 24
1.3.4. Углеродный метаболизм и окислительно-восстановительный баланс клетки.. 25
1.3.5. Рост на среде с ацетатом 25
1.3.5.1. Регуляция работы глиоксилатного цикла 33
1.4. Современные подходы изучения метаболизма бактерий 36
1.4.1. Определение схемы метаболизма на основе первичной автоматической аннотации генома 39
1.4.2. Протеомика 40
1.4.3. Метаболомный анализ 41
1.4.4. Транскриптомный анализ. Экспрессионные профили бактерии 42
1.5. Практическое значение изучения метаболизма ацетата в Rba. capsulatus 43
2. Материалы и методы 45
2.1. Объект исследования. Ростовые среды 45
2.2. Периодическое культивирование 46
2.3. Периодическое культивирование с рН-статированием .46
2.4. Определение фаз роста культуры (спектрофотометрическое) .46
2.5. Измерение интенсивности падающего света 46
2.6. Получение бесклеточных экстрактов (БЭ) .47
2.7. Биохимические анализы .47
2.7.1. Определение концентрации бактериохлорофилла а .47
2.7.2. Определение концентрации оргкислот в культуральной жидкости 47
2.7.3. Определение содержания гликогена в клетках 47
2.7.4. Определение ферментативной активности ИЦЛ в БЭ 47
2.7.5. Определение концентрации белка в БЭ .48
2.8. Методы обработки баз данных 48
2.8.1. Анализ информации об известных в настоящее время ферментах, которые могут быть задействованы в реакциях восполнения пула ЩУК 48
2.8.2. Определение генетического потенциала для функционирования выявленных и ранее известных путей восполнения пула ЩУК в Rba. capsulatus .48
2.8.3. Определение активности генов, вовлеченных в ацетатный метаболизм Rba. capsulatus, на транскрипционном уровне 49
2.9. Статистическая обработка экспериментальных данных .50
3. Результаты и их обсуждение .51
3.1. Метод определения ИЦЛ активности в Rba capsulatus 51
3.2. Влияние условий культивирования на ИЦЛ активность в фотогетеротрофных культурах Rba. capsulatus .53
3.2.1. ИЦЛ активность в разных фазах роста культур Rba. capsulatus 53
3.2.2. Влияние рН ростовой среды на ИЦЛ активность в культурах Rba. capsulatus 57
3.2.3. Влияние интенсивности света на ИЦЛ активность в культурах Rba. capsulatus.58
3.2.4. ИЦЛ активность в культурах Rba. capsulatus при смене ростового субстрата с ацетата на лактат .59
3.3. Выяснение альтернативных глиоксилатному шунту путей восполнения пула ЩУК в Rba.
capsulatus .62
I. Образование глиоксилата .64
Глиоксилатный цикл .64
Путь образования глиоксилата с участием Рубиско в качестве оксигеназы ...68
II. Образование глиоксилата и пропионил-КоА 72
Метиласпартатный цикл.. 72
Цитрамалатный цикл .76
Этилмалонил-КоА путь.. 77
III. Образование пропионил-КоА 78
Часть реакций 3-гидроксипропионатного цикла 78
Пути преобразования глиоксилата в малат 83
Пути преобразования пропионил-КоА до сукцинил-КоА или ПВК 84
Метилмалонил-КоА путь .84
Метилцитратный цикл 87
Путь окисления пропионил-КоА через лактат до ПВК с последующим карбоксилированием до малата или ЩУК 87
IV. Образование ПВК/ФЕП .88
Образование ПВК из экзогенного ацетата.. 88
Образование ФЕП/ПВК за счет запасных углеводов (гликогена).. 92
Образование ФЕП/ПВК из интермедиатов цикла Кальвина-Бенсона .92
ПВК/ФЕП-карбоксилирующие ферменты (анаплеротические карбоксилазы) и путь образования из ПВК фумарата 96
Образование цис-аконитата из ПВК и ацетил-КоА .97
Заключение 100
Выводы 106
Список использованной литературы 107
Благодарности 130
Список опубликованных работ по теме диссертации. 131
Статьи в рецензируемых переводных журналах, рекомендованных ВАК .131
Тезисы докладов на конференциях .131
