Бактериальная биолюминесценция. •— М.: Изд-во МГУ, 1990. — 152с.: ил. ISBN 5—211—00919—3.
В книге детально рассмотрены физиолого-биохимические свойства люминесцентных бактерий, состав их электрон-транспортных цепей, структура и свойства бактериальной люциферазы, а также различные концепции о механизме фермента. Особое внимание уделено развитию новых представлений о люциферазе как о гемзависимой монооксигеназе.
Плп ЯИПУИМИКОВ. микпобиологов, биотехнологов и других специалистов,
ПРЕДИСЛОВИЕ
Известно, что светят абсолютно все живые организмы. Способны к свечению и все бактерии. Это свечение по своей природе является биохемилюминесценцией, поэтому объектом нашего внимания будут морские люминесцентные бактерии. Характерным отличием биолюминесценции от хемилюминесцен-цпи служит отношение излучаемой энергии от поглощенной, т. е. выход люминесценции, который для биолюминесцентных систем составляет 0,1 и выше, а для хемилюминесцентных обычно на много порядков ниже.
Биолюминесценция широко распространена среди организмов от высших до бактерий. Трудно найти еще такой предмет исследования, как биолюминесценция, чья история исследования была бы так велика — несколько веков. Люминесцентные бактерии — один из самых многочисленных одноклеточных обитателей морей и океанов. Они не способствуют «фосфоресцен-дии» морей, но очень важны в общей экологии морских организмов. На самом простом живом излучателе концентрируют внимание исследователи на эффективном процессе непосредст-1енной трансформации химической энергии в световую. Многое (звестно о физиолого-биохимических свойствах люминесцент-:ых бактерий и о свойствах бактериальной люциферазы — фер-;ента, осуществляющего образование квантов света при окисле-Ш1 восстановленных химических соединений. Прогресс в этих 'бластях за последние 20 лет несомненен и связан как с отно-нтельной легкостью регистрации активности фермента, так и привлечением современных физико-химических методов: ЯМР, [асе-спектроскопии и других. Вместе с тем нерешенными остался многие вопросы и особенно главные: как устроена люми-[есцентная система бактерий, каким образом происходит ге-ерация квантов света и для чего бактерии светят?
Авторы не ставили перед собой задачу — дать полный об-эр сведений по всем аспектам бактериальной биолюминесцен-№. Задачей было описание материала и умозаключений, кото->ie помогут по-новому взглянуть на бактериальную биолюми-^сценцию и особенно на структуру и механизм действия фер-;пта. Главный тезис состоит в том, что бактериальная люци-фаза есть комплекс белков со свойствами гемзависимой мо-юкспгеназы. В последние годы радикально меняются пред-авления о люциферазе. Господствовавшие долгое время взгля-
ОГЛАВЛЕНИЕ
Предисловие................ 3
Глава '. Физиология морских люминесцентных бактерий..... 5
Таксономия люминесцентных бактерий....... 5
Физиологические свойства........... 6
Спектр и интенсивность эмиссии света ....... 6
Контроль за синтезом и активностью люминесцентной системы . 7
Биосинтез NAD(P)H:FMN оксидоредуктаз....... 10
Культивирование люминесцентных бактерий...... 11
Глаза 2. Реакция бактериальной люциферазы и способы измерения
ее активности .................. 12
Анализ с каталитически восстановленным флавином . ... 12
Фотохимическое восстановление флавина....... 13
Химическое восстановление флавина (дитионитный анализ) . . • 14
NAD(P)H—FMN сопряженный анализ........ 16
Глаза 3. Электрон транспортные цепи люминесцентных бактерий и
локализация люминесцентной системы......... 17
Соотношение дыхательной цепи и люминесцентной системы . . 17
Цитохромы люминесцентных бактерии........ 19
Солюбилизация цитохромов и локализация люминесцентной системы ................ 23
Глаза 4. Выделение, очистка, структура и свойства бактериальной
пюцкфг разы................... 28
Анализ способов получения очищенных препаратов бактериальной
люциферазы и основные свойства фер.мента..... 28
Свойства а- и (5-субъединиц........... 34
Свойства NAD(P):FMN оксидоредуктаз..... 41
Изучение структурной организации люминесцентной системы и люциферазы из V. fischeri 6 МГУ......... 43
Эксперименты по реконструкции люциферазной активности в
К-вариантах.............. 51
Глава 5. Алифатические альдегиды в реакции бактериальной люци-
феразы .................... 55
Открытие алифатических альдегидов как субстратов люциферазы
и их специфичность в реакции......... 55
Роль альдегидов, кинетические и термодинамические особенности
взаимодействия с люциферазой......... 59
Окисление люциферазой альдегида в кислоту. Вопрос о необратимости реакции и порядок связывания субстратов на ферменте 65
Природа альдегидного фактора in vivo и ферменты метаболизма
альдегидов.............. 72
Изучение центра связывания и окисления альдегидов в люминесцентной системе............. 79
Глача 6. Ингибиторный анализ бактериальной биолюминесцентной
системы .................... 83
Действие на люминесцентную систему акцепторов электронов и
ингибиторов дегидрогеназ .......... 87
• Взаимодействие феррицитохрома с с бактериальной люциферазой 91
Действие специфического хелатора металлов о-фенантролина на
активность бактериальной люциферазы.......94
Изучение действия гемовых лигандов СО и цианида на активность
бактериальной люциферазы..........98
Влияние на бактериальную биолюминесценцию специфических ингибиторов цитохрома Р-450..........100
Глава 7. Действие гидрофобных соединений на бактериальную лю-
циферазу и экспрессию биолюминесценции.......103
Взаимодействие субстратов микросомального и бактериального цитохромов Р-450 с бактериальной люциферазой .... 105
Индукция биосинтеза люминесцентной системы субстратами цитохрома Р-450..............НО
Глава 8. Механизм функционирования бактериальной люциферазы . 115
Анализ современных гипотез о механизме бактериальной биолюминесценции ..............115
Мультиферментная модель бактериальной л_юциферазы . . .123 Функция бактериальной биолюминесценции......133
Литература................137
Цена: 150руб.
