Прикладная биохимия и микробиология
Публикуются оригинальные статьи по исследованиям в области биохимии и микробиологии, которые имеют или могут иметь практическое применение, в частности исследования механизмов ферментативных реакций; путей биосинтеза; строения и функций; получения низко- и высокомолекулярных биологически активных соединений (витаминов, коферментов, нуклеотидов, аминокислот, полисахаридов, липидов и т.п.); исследование механизмов фитоиммунитета; биологические способы защиты окружающей среды; новые подходы и новые методы исследования. Публикуются тематические обзорные статьи, рецензии новых книг и анализ материалов научных конференций.
Журнал основан в 1965 году.
Свидетельство о регистрации СМИ: № 0110177 от 04.02.1993
Текущий выпуск
Открытый доступ
Доступ предоставлен
Только для подписчиков
Том 60, № 6 (2024)
Статьи
Адаптация эритроцитов: роль гемоглобина, оксида азота и метилглиоксаля
Аннотация
Все живые системы характеризуются такими фундаментальными свойствами, как способность к адаптации и саморегуляции. Безъядерные эритроциты млекопитающих также обладают способностью к адаптации к внешним воздействиям, но их регуляторные возможности ограничиваются цитоплазматическими механизмами, включающими фазовые переходы белков и мембран. Это один из древнейших механизмов приспособления живых систем к условиям внешней и внутренней среды. Эритроциты при изменении состава цитоплазмы, старении и энергетическом истощении претерпевают обратимую морфофункциональную трансформацию, переход из дискоцита в эхиноцит. Происходящие при этом сдвиги метаболизма соответствуют комплексу универсальных изменений, возникающих при переходе эритроцита в состояние метаболического угнетения. Как правило, эхиноцитоз рассматривают как патологический процесс, предшествующий эриптозу и гемолизу. Однако его можно рассматривать и как первый этап реализации универсальной программы пассивной адаптации клетки, конечной целью которой является переход в состояние анабиоза. Энергетический статус эритроцита определяется равновесием между растворимой и мембраносвязанной формами гемоглобина (Hb). Вещества с выраженными электрофильными свойствами – оксид азота и метилглиоксаль, влияющие на это равновесие, могут индуцировать переход эритроцита из одного метаболического состояния в другое. Механизм их действия во многом связан с модификацией тиоловых групп белков мембраны и цитоскелета, а также реакционноактивных SH-групп Hb. Представляется актуальным рассмотрение влияния этих метаболитов на состояние гемоглобина и эритроцитов.
563-579
Механизмы антимикробного действия жирных кислот (обзор)
Аннотация
Среди многообразной биологической активности жирных кислот (ЖК) можно выделить способность оказывать бактерицидное действие на микроорганизмы или ингибировать их рост. Несмотря на то, что механизмы антибактериального действия ЖК изучены не до конца, наиболее распространенной их мишенью является клеточная мембрана, где ЖК вызывают повышение проницаемости и последующий лизис клетки, что приводит к нарушению цепи переноса электронов, разобщению окислительного фосфорилирования, угнетению ферментативной активности и потребления питательных веществ. Помимо действия на клеточные мембраны, ЖК обладают способностью нарушать процессы метаболизма микроорганизмов, ингибировать репликацию ДНК/РНК и влиять на экспрессию генов вирулентности. Кроме того, в настоящее время описывают нетрадиционные механизмы антимикробного действия ЖК, такие как ингибирование горизонтального переноса генов, чувства кворума и нарушение работы эффлюкс-помп. Многообразие противомикробных механизмов и широкий спектр активности ЖК определяют их высокий биотехнологический потенциал и делают актуальными дальнейшие исследования механизмов действия на биологические системы.
580-588
Влияние ДНК-связывающих белков на ферментативную активность терминальной дезоксинуклеотидилтрансферазы в системах с гомополимерными субстратами
Аннотация
Проведено исследование влияния ДНК-связывающих белков EcSSB и Sso7d, стабилизирующих одноцепочечную и двуцепочечную ДНК соответственно, на активность терминальной дезоксинуклеотидилтрансферазы (TdT) in vitro. В качестве субстрата использовали гомополимеры Tn, не склонные к образованию вторичных структур. Внесение в реакционную смесь EcSSB приводило к существенному повышению активности TdT и смещению спектра образующихся продуктов в сторону более протяженных олигонуклеотидов, а максимальный эффект наблюдался в близком к эквимолярному стехиометрическом соотношении (EcSSB)4:TdT в присутствии катионов Mn2+. Присутствие Sso7d в реакционной смеси приводило к небольшому (до 15٪) снижению активности TdT для субстратов T5 и T15 и более выраженному для T35 (до 30٪). При этом катионы Co2+ снижали ингибирующий эффект Sso7d. Продемонстрированное в данной работе влияние ДНК-связывающих белков на активность TdT, а также установленные закономерности, могут найти применение как в белковой инженерии при создании гибридных мультидоменных белков на основе TdT, так и при разработке новых принципов ферментативного de novo синтеза ДНК.
589-601
Филогенетический состав микробных сообществ обрастаний титановых пластин в прибрежной зоне Черного и Белого морей
Аннотация
С помощью высокопроизводительного секвенирования вариабельного региона V3–V4 гена 16S рРНК исследован полный филогенетический состав микробных сообществ, развивающихся на поверхности титановых пластин в водной толще прибрежной зоны Черного и Белого морей. Показано наличие в этих обрастаниях потенциально коррозионно-активных микроорганизмов различных физиологических групп, таких, как сульфатредуцирующие бактерии, ацидофильные железоокисляющие бактерии и археи, сероокисляющие и нитрифицирующие бактерии. В обрастаниях титановых пластин, экспонированных в Черном море, наиболее распространенными микроорганизмами оказались некультивируемые сульфатредуцирующие бактерии порядка Desulfotomaculales, на которых приходилось 8.13% от всех прочтений последовательностей гена 16S рРНК, а также ацидофильные железоокисляющие бактерии родов Acidiferrobacter (5.47%), Acidithiobacillus (4.52%) и Acidiphilium (2.55%). Ацидофильные археи составляли вплоть до 7.97% от всех прочтений. В обрастаниях титановых пластин, экспонированых в Белом море, наиболее распространенными также оказались ацидофильные бактерии из порядков Acidiferrobacterales и Acidithiobacillales (7.68%), а также ацидофильные археи из порядка Thermoplasmatales (7.43%). В относительно большом количестве были представлены и некультивируемые сульфатредуцирующие бактерии порядка Desulfotomaculales (6.61%).
602-609
Участие активных форм кислорода и оксида азота в защите пшеницы с геном Sr25 от стеблевой ржавчины
Аннотация
Роль активных форм кислорода (АФК) и оксида азота NO в защите мягкой пшеницы Triticum aestivum L. от ржавчинного гриба Puccinia graminis f. sp. tritici Erikss. and Henn. (Pgt) была изучена на примере взаимодействия с устойчивой линией мягкой пшеницы сорта Thatcher с геном Sr25 от пырея удлиненного Thinopyrum ponticum (ТсSr25) и восприимчивым сортом Саратовская 29 (С29). Проростки были обработаны салициловой кислотой (СК) в качестве индуктора АФК, верапамилом ингибитором Са2+-каналов, донором NO нитропруссидом натрия (НП) и поглотителем NO 2-фенил-4,4,5,5-тетраметилимидазолин-1-оксил-3-оксидом (c-PTIO). Для заражения проростков использовали изоляты с реакцией 0 (иммунитет) и 1 (устойчивость с проявлением реакции сверхчувствительности, СВЧ). NO стимулировал ориентацию ростковых трубок и образование аппрессориев Pgt на поверхности устойчивых растений, а в восприимчивых усиливал рост колоний при обработке растений за 1 сут или одновременно с инокуляцией. Генерация супероксид-аниона была основной причиной гибели аппрессориев Pgt на устьицах устойчивых растений, а NO не влиял на проникновение в ткани. АФК индуцировали реакцию СВЧ и ускоряли разрушение цитоплазмы клеток, а NO способствовал расширению зоны некроза в устойчивых растениях.
610-622
Влияние эндофитных бактерий Bacillus subtilis 26Д и Bacillus velezensis M66 на устойчивость растений картофеля к возбудителю альтернариоза Alternaria solani
Аннотация
Изучено влияние бактерий Bacillus velezensis М66 и Bacillus subtilis 26Д на устойчивость растений картофеля к некротрофному грибу Alternaria solani – возбудителю альтернариоза. Впервые показано накопление жизнеспособных клеток бактерий этих штаммов во внутренних тканях стебля, корней и клубней картофеля на протяжении длительного времени. Выявлено значительное сокращение площади поражения альтернариозом на листьях, инокулированных эндофитами растений, а также ингибирование роста патогена под действием бактериальных штаммов, что может объясняться синтезом липопептидных антибиотиков, гены, отвечающие за синтез которых, были обнаружены методом ПЦР, и протеолитических ферментов, активность которых была показана in vitro. Формирование устойчивости растений под влиянием инокуляции B. subtilis 26Д и B. velezensis М66 сопровождалось накоплением пероксида водорода в первые часы после инфицирования растений спорами A. solani и снижением этого показателя на поздних этапах патогенеза за счет увеличения активности каталазы и пероксидаз. Ограничение распространения гриба сопровождалось увеличением активности ингибиторов протеиназ в растениях, что, вероятно, снижало негативное воздействие протеолитических ферментов некротрофного патогена A. solani. Можно полагать, что инокуляция растений клетками бактерий штамма B. velezensis M66 способствовала формированию устойчивости растений картофеля к альтернариозу посредством эффективного праймирования фитоиммунного потенциала, сравнимого с успешно применяемым в полевых условиях штаммом B. subtilis 26Д, активного компонента биопрепарата Фитоспорин-М.
623-631
Влияние конъюгата хитозана с кофейной кислотой и Bacillus subtilis на защитные реакции растений картофеля при вирусном заражении и почвенной засухе
Аннотация
В работе оценивали влияние конъюгата хитозан-кофейная кислота (Хит-КК), отдельно и в смеси с Bacillus subtilis 47 на защиту растений от Y-вируса картофеля (YВК) при оптимальном увлажнении и в условиях водного дефицита. При обработке Хит-КК и смесью Хит-КК + B. subtilis 47 здоровых растений картофеля при оптимальных условиях почвенного увлажнения выявлено накопление пролина и фенольных соединений, активация полифенолоксидазы, что приводило к повышению неспецифической устойчивости растений. Обработка Хит-КК снижала уровень инфицирования YВК у растений картофеля в оптимальных условиях и при водном дефиците, увеличивая массу мини-клубней картофеля. Обработка смесью Хит-КК + B. subtilis 47 была эффективна только в условиях водного дефицита. Выявлено, что решающим фактором в формировании устойчивости растений картофеля к Y-вирусу при применении Хит-КК является изменение прооксидантно-антиоксидантного статуса клеток растений.
632-644
Новые гликозиды акацетина и другие фенольные соединения из Agastache foeniculum и их влияние на моноаминоксидазы А и В
Аннотация
Ингибиторы моноаминоксидаз (МАО) являются эффективными терапевтическими средствами для лечения нейродегенеративных заболеваний. К их числу относятся флавоноиды, обнаруженные в видах Agastache. В ходе настоящего исследования из A. foeniculum было выделено и идентифицировано с применением УФ, ЯМР спектроскопии и масс-спектрометрии шесть новых ацилированных флавон-О-гликозидов – агастозидов A (акацетин 7-О-(2''-О-малонил)-β-D-глюкопиранозид), B (акацетин 7-О-(4''-О-малонил)-β-D-глюкопиранозид), C (акацетин 7-О-(2'',6''-ди-О-малонил)-β-D-глюкопиранозид), D (акацетин 7-О-(4'',6''-ди-О-малонил)-β-D-глюкопиранозид), E (акацетин 7-О-(2''-О-малонил-6''-О-ацетил)-β-D-глюкопиранозид) и F (акацетин 7-О-(4''-О-ацетил-6''-О-малонил)-β-D-глюкопиранозид). Использование флэш-хроматографии и жидкостной хроматографии-масс-спектрометрии позволило обнаружить еще 34 известных фенольных соединения. Исследование биологической активности показало, что гликозиды акацетина из A. foeniculum оказывали ингибиторное действиеие на МАО, причем наибольший эффект был отмечен для ацетильных и малонильных эфиров акацетин 7-О-глюкозида, которые могут быть перспективными соединениями для создания новых лекарственных средств.
645-656