Статьи автора

Молекулярно-генетический и функциональный анализ генов бактерий рода <i>Rhodococcus</i>, кодирующих синтез алкан-1-монооксигеназ

Номер выпуска 2 от 01.03.2023

Выявлены особенности в организации и локализации генов alkB и кодируемых ими алкан-1-моноксигеназ у бактерий рода Rhodococcus. Установлено, что для всех представителей одной филогенетической группы характерен определенный тип генов alkB (тип alkB1 в составе оперонов, содержащих гены, кодирующие рубредоксины, рубредоксинредуктазу и регуляторный белок, и/или тип alkB2 в составе оперонов без гена, кодирующего рубредоксинредуктазу, и дополнительно отдельно локализованные детерминанты типа alkB3‒alkB8). Гены alkB1-типа присутствовали в хромосомах бактерий групп B1 (R. aetherivorans, R. ruber), С (R. opacus, R. jostii, R. wratislaviensis, R. koreensis), D (R. erythropolis, R. qingshengii), G (R. triatomae) и E (R. fascians). Гены alkB2-типа находились в строго определенных локусах хромосом бактерий филогенетических групп А (R. hoagii/R. equi), В2 (R. coprophilus, R. pyridinivorans, R. rhodochrous) и D (R. erythropolis, R. qingshengii). Отдельно локализованные гены alkB3‒alkB5 обнаруживались в хромосомах бактерий группы D (alkB5 только у представителей вида R. qingshengii), гены alkB6 – бактерий группы B1 и В2, гены alkB7‒alkB8 – бактерий группы Е. Белки, кодируемые генами alkB1 и alkB2, представлены тремя филогенетическими группами. Первая из них включала белки AlkB1-типа бактерий группы В1 и С, а также белки AlkB2-типа бактерий группы D и А; вторая – белки AlkB2-типа бактерий группы В2; третья ‒ белки AlkB1-типа бактерий группы G и D. Алкан-1-монооксигеназы, кодируемые отдельно локализованными генами alkB3‒alkB8, представлены тремя филогенетическими линиями: первая – AlkB3‒AlkB5, вторая – AlkB6 третья – AlkB7 и AlkB8. В геноме бактерий R. pyridinivorans 5Ар выявлены характерные для представителей группы В1 гены alkB2 и alkB6. Показано, что данные детерминанты необходимы для синтеза биоПАВ. У мутанта с нарушенным геном alkB2 эмульгирующая активность уменьшалась при 28 и 42°С, соответственно, в 16 и 3 раза, а количество содержащих трегалозу сурфактантов – в 7  и 3 раза. У мутанта с нарушенным геном alkB6 вне зависимости от температуры культивирования регистрировали снижение эмульгирующей активности в 1.2 раза и уменьшение синтеза содержащих трегалозу сурфактантов более чем в 2 раза. Полученные результаты свидетельствовали о ключевой роли гена alkB2 в синтезе биоПАВ при разных температурных режимах. В то же время роль гена alkB6 возрастала при температуре 42°С, что могло быть обусловлено его повышенной транскрипционной активностью.

34 0

Роль структурных и регуляторных генов, кодирующих белки теплового шока, в синтезе биоcурфактантов бактериями <i>Rhodococcus</i> <i>pyridinivorans</i> 5Ap

Номер выпуска 4 от 01.07.2023

В результате проведенного исследования впервые установлена роль структурных groESL, dnaJ и регуляторного генов hrcA, кодирующих синтез белков теплового шока, в синтезе биосурфактантов бактериями R. pyridinivorans 5Ар. Для регуляторного белка, кодируемого геном hrcA, сайты связывания CIRCE выявлены в промоторных участках генов groESL, groEL2 и fmdB. Установлено, что по сравнению с температурой 28°С в поздней логарифмической фазе роста в среде с гексадеканом при 42°С экспрессия генов groESL и groEL2 возрастала в 4.4 и в 5.3 раза соответственно. В то же время при разных температурных режимах (28 и 42°С) изменение экспрессии генов hrcA и fmdB не регистрировали. В отсутствии негативного регулятора HrcA увеличивалась экспрессия генов groESL в 14.4 и 3.5 раза, гена groEL2 – в 9.6 и 2.7 раза и гена fmdB – в 1.82 и 2.52 раза при температуре 28 и 42°С соответственно. Продукты генов dnaJ и hrcA необходимы для синтеза трегалолипидов при разных температурных режимах, причем их роль возрастала при повышенной температуре (у мутанта с нарушенным геном dnaJ синтез трегалолипидов при температуре 28 и 42°С снижался в 1.8 и в 2.5 раз соответственно, а у мутанта с нарушенным геном hrcA – в 1.5 и в 6.6 раз соответственно). В то же время эмульгирующая активность не изменялась у всех мутантных вариантов при 28°С и уменьшалась при температуре 42°С в 1.4 и 1.9 раз, соответственно, у мутантов с нарушенным геном groESL и hrcA. Полученные результаты свидетельствуют о сложной химической природе биоПАВ, продуцируемых бактериями R. pyridinivorans 5Ар (эмульгаторы, включающие трегалолипиды и соединения иного химического состава). В синтезе этих соединений при разных температурных режимах ключевую роль играют шапероны Gro и регуляторный белок HrcA, тогда как продукт гена dnaJ необходим только для синтеза трегалолипидов.

33 0