zinet home
home home
home ИНТЕЛЛЕКТ-ПОРТАЛ
home Стартовал прием материалов в сборник XХХIX-й научной конференции. Требования к публикациям - в разделе "Объявления".

На главную | Объявления | Отчеты предыдущих конференций | История Украины | Контакты

РЕСУРСЫ ПОРТАЛА:

Тридцать восьмая научно-практическая конференция
(23 - 28 мая 2016 г.)


Тридцать седьмая научно-практическая конференция
(19 - 22 апреля 2016 г.)


Тридцать шестая научно-практическая конференция
(29 декабря 2015 - 5 января 2016 г.)


Тридцать пятая научно-практическая конференция
(24-27 ноября 2015 г.)


Тридцать четвертая научно-практическая конференция
(13-17 октября 2015 г.)


Тридцать третья научно-практическая конференция
(20-27 мая 2015 г.)


Тридцать вторая научно-практическая конференция
(2-7 апреля 2015 г.)


Тридцать первая научно-практическая конференция
(25 февраля - 1 марта 2015 г.)


Тридцатая научно-практическая конференция
(19-25 января 2015 г.)


Двадцать девятая международная научно-практическая конференция
(19-25 ноября 2014 г.)


Двадцать восьмая международная научно-практическая конференция
(08-13 октября 2014 г.)


Двадцать седьмая научно-практическая конференция
(20-25 мая 2014 г.)


Двадцать шестая научно-практическая конференция
(7-11 апреля 2014 г.)


Двадцать пятая юбилейная научно-практическая конференция
(3-7 марта 2014 г.)


Двадцать четвертая научно-практическая конференция
(20-25 января 2014 г.)


Двадцать третья научно-практическая конференция
(10-15 декабя 2013 г.)


Двадцать вторая научно-практическая конференция
(4-9 ноябя 2013 г.)


Первая международная научно-практическая конференция
(14-18 мая 2013 г.)


Двадцать первая научно-практическая конференция
(14-18 мая 2013 г.)


Двадцатая научно-практическая конференция
(20-28 апреля 2013 г.)


Девятнадцатая научно-практическая конференция
(26 февряля - 3 марта 2013 г.)


Восемнадцатая научно-практическая конференция
(22-26 декабря 2012 г.)


Семнадцатая научно-практическая конференция
(22-26 октября 2012 г.)


Шестнадцатая научно-практическая конференция
(09-14 апреля 2012 г.)


Пятнадцатая научно-практическая конференция
(01 - 07 марта 2012 г.)


Четырнадцатая научно-практическая конференция
(12-20 декабря 2011 г.)


Тринадцатая научно-практическая конференция
(28 октября - 09 ноября 2011 г.)


Двенадцатая научно-практическая конференция
(28 мая - 06 июня 2011 г.)


Одинадцатая научно-практическая конференция
(26 апреля - 04 мая 2011 г.)


Десятая научно-практическая конференция
(15-23 марта 2011 г.)


Девятая научно-практическая конференция
(27-31 декабря 2010 г.)


Восьмая научно-практическая конференция
(05-12 декабря 2010 г.)


Седьмая научно-практическая конференция
(28 мая - 7 июня 2010 г.)


Шестая научно-практическая конференция
(1-15 апреля 2010 г.)


Пятая научно-практическая конференция
(20-27 мая 2009 г.)


Четвертая научно-практическая конференция
(10-17 апреля 2009 г.)


Третья научно-практическая конференция
(20-27 декабря 2008 г.)


Вторая научно-практическая конференция
(1-7 ноября 2008 г.)


Первая научно-практическая конференция
(10-15 мая 2008 г.)



НАШИ ПАРТНЕРЫ:

Студия веб-дизайна www.zinet.info



Студия ландшафтного дизайна Флора-МК


Уникальное предложение!



Сайт-визитка - теперь
всего за 200 грн!

подробнее>>>



ФЕНАЗИНОВІ ПІГМЕНТИ БАКТЕРІЙ РОДУ PSEUDOMONAS ТА ЇХ ВИКОРИСТАННЯ У СІЛЬСЬКОМУ ГОСПОДАРСТВІ

 

Тітлянов О.О.

Україна, м. Одеса, Біотехнологічний науково-навчальний центр

Одеського національного університету імені І.І. Мечникова

 

Аbstract: At present time phenazine compounds produced by Pseudomonas bacteria are applied in many industries. These substances are used in the biotechnology, including agricultural production. This is due to their beneficial properties, in particular antibiotic activity, phenazines can be used as environmentally safety replacement of chemical pesticides.

 

Кeywords: phenazine compounds, Pseudomonas strains, phenazine-1-carboxylic acid, fluorescent pigments, secondary metabolites.

 

Феназинові сполуки – низькомолекулярні гетероциклічні азотовмісні речовини [3]. Основу даного ряду становить феназин-1-карбонова кислота, з якої утворюються інші похідні, зокрема феназин, 2-оксіфеназин-1-карбонова кислота, піоціанин, оксіхлорорафін, геміпіоціанин та інші. На сьогоднішній день з природних джерел було виділено більш 100 похідних феназину, і це число продовжує зростати.

Феназини продукуються широким колом грампозитивних та грамнегативних бактерій, представниками роду Actinomycetes та навіть деякими археями [4]. Найбільш різноманітно група феназинових пігментів представлена у бактерій роду Pseudomonas. Різні штами бактерій P. aeruginosa продукують аеругінозін А, аеругінозін В, оксіхлорорафін, хлорорафін і синій пігмент – піоціанін; P. chlororaphis – феназин-1-карбонову кислоту; P. iodininum – пурпурний пігмент йодинін [2]. Колір феназинів пов'язаний з поглинанням світлової енергії у видимій області [8].

Природні феназинові сполуки вважаються вторинними метаболітами, що походять від спільної первинної сполуки (шикимової кислоти) під час її обміну. Більшість досліджень шляхів біосинтезу даних речовин були виконані з використанням штамів псевдомонад, для яких було доведено, що феназин-1,6-дикарбонова та феназин-1-карбонова кислоти – попередники більш складних похідних [11].

Генетичні основи біосинтезу феназинів було ідентифіковано для цілого ряду штамів роду Pseudomonas. Сьогодні вважається, що для цього є необхідним набір генів, тобто оперон феназинових генів. Так, для продукції феназин-1-карбонової кислоти клітинами P. aurantica визначено кластер з семи генів, phzABCDEFG [1]. Недавні дослідження показали, що оперон-гени біосинтезу феназинів можуть бути перенесені між представниками різних родів бактерій в процесі горизонтального переносу генетичної інформації [14].

Контроль експресії генів на рівні транскрипції, – основний механізм моделювання виробництва вторинних метаболітів [17]. Робота генів, що відповідають за синтез феназинів, регулюється комплексом загальних регуляторних систем вторинного метаболізму [8].

У природі феназини утворюються в клітинах, поділ яких був припинений, тобто ці сполуки не відіграють ролі джерела енергії або резервних поживних речовин [7]. Сьогодні основним поясненням даного факту є те, що біосинтез даних сполук запобігає надмірному накопиченню первинних метаболітів в кінці фази клітинного росту через утворення, а потім екскрецію саме феназинів – нетоксичних кінцевих продуктів. Також було доведено, що феназин-продукуючі організми можуть довше існувати у природному середовищі у порівнянні з видами, які їх не виробляють. Отже, продукція феназинів є захистом клітин, у тому числі мікробних, та їх середовища існування від інших конкурентів [10].

Але з іншого боку, ймовірно також, що феназини, які утворюються патогенними видами мікроорганізмів, є їх факторами вірулентності [8].

Багато бактерій на поверхні твердої фази (наприклад, кореню або слизових оболонках) присутні у складі мікроскопічних колоній, що утворюють біоплівку [12]. Саме ці колонії є місцями, де кількість бактерій досягає найвищого рівня, та щільності клітин потребує регуляції, тобто розвитку процесів quorum sensing та утворення відповідних сигнальних молекул. Отже, феназин-1-карбонова кислота може сприяти росту клітин всередині біоплівки.

Як відомо, феназини цитотоксичні. Одна з причин феназин-опосередкованої цитотоксичності є їх здатність взаємодіяти з нуклеїновими кислотами. Ароматичне ядро феназину має структурну схожість з відомими інтеркаляторами, наприклад акридинами і бромідом етидію [15]. Феназини, такі як піоціанін, приймають електрони, що викликає порушення електронного транспорту та дихального потоку в клітині [2].

Антиоксидантні властивості феназинів було підтверджено у дослідженнях пригнічення ними перекісного окиснення ліпідів у мікросомах печінки [8]. Але антибіотична активність природних феназинів пов’язана зі зворотнім процесом, а саме утворенням вільних радикалів [16]. Характеризуючись здатністю легко проникати всередину бактеріальних клітин і вступати там в окисно-відновні реакції, приймаючи електрони від глутатіону і NADH та перетворюючись у відносно стабільні аніони, дані речовини викликають генерацію активних форм кисню, що мають високу реакційну здатність, результатом чого є індукція окисного стресу і подальша загибель мікроорганізмів.

Хоча довгий час феназини були відомі тільки своїми протигрибковими властивостями, зацікавленість ними з часом зростала й не тільки з метою використання як засобів для біологічного контролю у аграрному комплексі. Феназинові сполуки можуть бути використані як індуктори синтезу фітоалексинів, тобто стимулювати утворювання у рослин системних механізмів захисту проти інфікування патогенними мікроорганізмами [6].

Традиційно, основним джерелом комерційних природних антибіотиків були вторинні метаболіти, що продукуються ґрунтовими бактеріями [11].

Феназини із природних джерел, що мають цікаві біологічні ефекти, стимулювали розвиток синтетичних аналогів із біохімічними показниками, що не поступаються або навіть перевищують властивості природних сполук [13].

Нині гостро стоїть проблема екологізації сільськогосподарського виробництва і зниження рівня пестицидного навантаження. У зв'язку з цим, актуальним є створення нових ефективних та екологічно нешкідливих засобів захисту рослин, які можуть бути впроваджені в практику сільськогосподарського виробництва. При цьому особливого значення набуває створення і характеристика нових бактеріальних штамів антагоністів, здатних продукувати високоактивні антимікробні речовини, які пригнічують ріст і розвиток патогенів [5]. Перспективними кандидатами для створення мікробних біопрепаратів є бактерії «флуоресціюючої групи» роду Pseudomonas, для яких характерна не тільки виражена антибактеріальна і протифунгальна активність, але і здатність стимулювати ріст рослин і заселяти різні екологічні ніші, завдяки чому їх дія стає пролонгованою .

Отже, сьогодні вже визначено можливість створення біопестицидних препаратів з основою на представниках роду Pseudomonas, що пригнічують розвиток таких захворювань сільськогосподарських рослин, як гниття кореневої шийки зернових та плодових культур, судинне та паренхіматозне ураження картоплі і капусти, опіки листя, плямистість плодів, бактеріальний рак, некрози кори та інші [18].

Відмінності в структурі різних феназиноподібних сполук впливають на їх біологічні функції, а також можуть визначати екологічну нішу, в якій перебувають відповідні бактерії-продуценти [9]. На основі отриманих у біотехнологічних дослідженнях результатів, очевидно, можна буде проводити тонке налаштування механізмів продукції феназинових похідних із заданими властивостями.

 

Література:

1.     Веремеенко Е.Г., Максимова Н.П. Повышение продукции феназиновых антибиотиков у бактерий Pseudomonas aurantiaca путем клонирования phzIR генов и внесение в среду антиоксидантных добавок // Труды БГУ. – 2010. – Т. 5, № 1. – С. 47 - 53.

2.     Лысак В. В. Микробология: учеб. пособие. – Минск: БГУ. – 2007. – С. 327 - 329.

3.     Феклистова И.Н. Синтез антибиотиков ароматической природы у бактерий Pseudomonas aurantiaca b-162: Автореф. дис. канд. биол. наук. К., 2006. – 22 с.

4.     Феклистова И.Н., Максимова И.П. Применение синтезирующих антибиотики феназинового ряда бактерий Pseudomonas aurantiaca для биологического контроля заболеваний пшеницы // Вестник БГУ. – 2009. – Т. 2, №3. – С. 32 - 36.

5.     Abken H.-J., Tietze M., Brodersen J. Isolation and characterization of methanophenazine and function of phenazines in membrane-bound electron transport of Methanosarcina mazei Gö1 // J. Bacteriol. – 1998. – V. 180, № 8. – P. 2027 - 2032.

6.     De Vleesschauwer D., Cornelis P., Hofte M. Redox-active pyocyanin secreted by Pseudomonas aeruginosa 7NSK2 triggers systemic resistance to Magnaporthe grisea but enhances Rhizoctonia solani susceptibility in rice // Molecular Plant-Microbe Interactions. – 2006. – V. 19. – P. 1406 - 1419.

7.     Fernandez R. O., Pizarro R. A. High-performance liquid chromatographic analysis of Pseudomonas aeruginosa phenazines // J. Chromatogr. A. – 1997. – V. 771. – P. 99 – 104.

8.     Kim W.-G., Ryoo I.-J., Yun B.-S. Phenazostatin C, a new diphenazine with neuronal cell protecting activity from Streptomyces sp. // J. Antibiot. – 1999. – V. 52, № 8. – P. 758 - 761.

9.     Kinoshita Y., Kitahara T. Total synthesis of phenazinomycin and its enantiomer via high-pressure reaction // Tetrahedron Lett. – 1997. – V. 38, № 28. – P. 4993 - 4996.

10.  Krastel P., Zeeck A., Gebhardt K. Endophenazines A-D, new phenazine antibiotics from the athropod associated endosymbiont Streptomyces anulatus II. Structure elucidation // J. Antibiot. – 2002. – V. 55, № 9. – P. 801 - 806.

11.  Leisinger T., Margraff R. Secondary metabolites of the fluorescent pseudomonads // Microbiol. Rev. – 1999. – V. 43. – P. 422 - 428.

12.  Maddula V.S., Pierson E.A., Pierson L.S. Altering the ratio of phenazines in Pseudomonas chlororaphis (aureofaciens) strain 30-84: effects on biofilm formation and pathogen inhibition // J. Bacteriol. – 2008. – V. 190. – P. 2759 - 2766.

13.  Maul C., Sattler I., Zerlin M. Biomolecular-chemical screening: a novel screening approach for the discovery of biologically active secondary metabolites. III. New DNA-binding metabolites // J. Antibiot. – 1999. – V. 52, № 12. – P. 1124 - 1134.

14.  Mavrodi D.V., Blankenfeldt W., Thomashow L.S. Phenazine compounds in fluorescent Pseudomonas spp. biosynthesis and regulation // Annual review of Phytopathology. – 2006. – V. 44. – P. 417 - 445.

15.  McDonald M., Mavrodi D.V., Thomashow, L.S. Phenazine biosynthesis in Pseudomonas fluorescens: Branchpoint from the primary shikimate biosynthetic pathway and role of phenazine-1,6-dicarboxylic acid // J. Am. Chem. Soc. – 2001. – V. 123. – P. 9459 - 9460.

16.  Muller M. Scavenging of neutrophil-derived superoxide anion by 1-hydroxyphenazine, a phenazine derivative associated with chronic Pseudomonas aeruginosa infection: relevance to cystic fibrosis // Biochim. Biophys. Acta. – 1995. – V. 1272, № 2. – P. 185 - 189.

17.  Pearson A., Lux A., Krieger M. Expression cloning of dSR-CI, a class C macrophage-specific scavenger receptor from Drosophila melanogaster // Proc. Nat. Acad. Sci. – 1995. – V. 92, № 9. – P. 4056 - 4060.

18.  Schoonbeek H. J., Raaijmakers J. M., De Waard M. A. Fungal ABC transporters and microbial interactions in natural environments // Mol. Plant Microbe Interact. – 2002. – V. 15, 11. – P. 1165 - 1172.



Первая научно-практическая конференция
"Инновационный потенциал украинской науки - ХХI век"
(10-15 мая 2008 г.)


(отчет)
Вторая научно-практическая конференция
"Инновационный потенциал украинской науки - ХХI век"
(1-7 ноября 2008 г.)
(отчет)
Третья научно-практическая конференция
"Инновационный потенциал украинской науки - ХХI век"
(20-27 декабря 2008 г.)
(отчет)
Четвертая научно-практическая конференция
(10-17 апреля 2009 г.)
(отчет)
Пятая научно-практическая конференция
(20-27 мая 2009 г.)
(отчет)
Шестая научно-практическая конференция
(1-15 апреля 2010 г.)
(отчет)
Седьмая научно-практическая конференция
(28 мая - 7 июня 2010 г.)
(отчет)
Восьмая научно-практическая конференция
(05-12 декабря 2010 г.)
(отчет)
Девятая научно-практическая конференция
(27-31 декабря 2010 г.)
(отчет)
Десятая научно-практическая конференция
(15-23 марта 2011 г.)
(отчет)
Одинадцатая научно-практическая конференция
(26 апреля 04 мая 2011 г.)
(отчет)
Двенадцатая научно-практическая конференция
(28 мая - 06 июня 2011 г.)
(отчет)
Тринадцатая научно-практическая конференция
(28 октября - 09 ноября 2011 г.)
(отчет)
Четырнадцатая научно-практическая конференция
(12-20 декабря 2011 г.)
(отчет)
Пятнадцатая научно-практическая конференция
(01-07 марта 2012 г.)
(отчет)
Шестнадцатая научно-практическая конференция
(09-14 апреля 2012 г.)
(отчет)
Семнадцатая научно-практическая конференция
(22-26 октября 2012 г.)
(отчет)
Восемнадцатая научно-практическая конференция
(22-26 декабря 2012 г.)
(отчет)
Девятнадцатая научно-практическая конференция
(26 февраля - 3 марта 2013 г.)
(отчет)
Двадцатая научно-практическая конференция
(20-28 апреля 2013 г.)
(отчет)
Двадцать первая научно-практическая конференция
(13-18 мая 2013 г.)
(отчет)
Первая международная научно-практическая конференция
"Перспективные направления отечественной науки - ХХI век"
(13-18 мая 2013 г.)
(отчет)
Двадцать вторая научно-практическая конференция
(4-9 ноября 2013 г.)
(отчет)
Двадцать третья научно-практическая конференция
(10-15 декабря 2013 г.)
(отчет)
Двадцать четвертая научно-практическая конференция
(20-25 января 2014 г.)
(отчет)
Двадцать пятая юбилейная научно-практическая конференция
(3-7 марта 2014 г.)
(отчет)
Двадцать шестая научно-практическая конференция
(7-11 апреля 2014 г.)
(отчет)
Двадцать седьмая научно-практическая конференция
(20-25 мая 2014 г.)
(отчет)
Двадцать восьмая научно-практическая конференция
(08-13 октября 2014 г.)
(отчет)
Двадцать девятая научно-практическая конференция"
(19-25 ноября 2014 г.)
(отчет)
Тридцатая научно-практическая конференция
(19-25 января 2015 г.)
(отчет)
Тридцать первая научно-практическая конференция
(25 февраля - 1 марта 2015 г.)
(отчет)
Тридцать вторая научно-практическая конференция
(2 - 7 апреля 2015 г.)
(отчет)
Тридцать третья научно-практическая конференция
(20 - 27 мая 2015 г.)
(отчет)
Тридцать четвертая научно-практическая конференция
(13 - 17 октября 2015 г.)
(отчет)
Тридцать пятая научно-практическая конференция
(24 - 27 ноября 2015 г.)
(отчет)
Тридцать шестая научно-практическая конференция
(29 декабря 2015 - 5 января 2016 г.)
(отчет)
Тридцать седьмая научно-практическая конференция
(19 - 22 апреля 2016 г.)
(отчет)
Тридцать восьмая научно-практическая конференция
(23 - 25 мая 2016 г.)
(отчет)

На главную | Объявления | Отчеты предыдущих конференций | История Украины | Контакты

Copyright © Zinet.info. Разработка и поддержка сайта - Студия веб-дизайна Zinet.info