Новая гистидиновая кислая фитаза Pantoea vagans: выделение и свойства тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 03.02.03, кандидат наук Сулейманова, Алия Дамировна

  • Сулейманова, Алия Дамировна
  • кандидат науккандидат наук
  • 2013, Казань
  • Специальность ВАК РФ03.02.03
  • Количество страниц 115
Сулейманова, Алия Дамировна. Новая гистидиновая кислая фитаза Pantoea vagans: выделение и свойства: дис. кандидат наук: 03.02.03 - Микробиология. Казань. 2013. 115 с.

Оглавление диссертации кандидат наук Сулейманова, Алия Дамировна

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

1. Фитазы - ферменты, гидролизующие фитат

1.1 Структура фитиновой кислоты и фитатов

1.2 Физиологическая роль фитиновой кислоты

1.3 Фитазы микроорганизмов

1.4 Роль фитаз in vivo

1.5 Классификация фитаз

1.5.1 Гистидиновые кислые фитазы (HAPhy)

1.5.2 Р-пропеллерные фитазы (BPPhy)

1.5.3 Цистеиновые или протеин-тирозиновые фитазы (PTPhy)

1.5.4 Пурпурные кислые фитазы (PAPhy)

1.6 Фитазы бактерий семейства Enterobacteriaceae

2. Механизм ферментативного гидролиза фитата

2.1 Гидролиз фитата микроорганизмами

2.2 Практическое применение продуктов гидролиза 32 ЗАКЛЮЧЕНИЕ 35 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ 36 МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

1. Отбор фитат-гидролизующих бактерий

2. Питательные среды и условия культивирования

3. Идентификация штамма микроорганизма с помощью

38

секвенирования гена, кодирующего 16Б рРНК

4. Секвенирование полной геномной последовательности РаШоеа зр. 3

5. Идентификация штамма с помощью МЬ8А-анализа

6. Получение клеточого лизата

7. Определение локализации фермента

8. Определение белка

9. Определение фитазной активности

10. Выделение и очистка фитазы Р. vagans 3.2

11. Электрофорез в ПААГ

12. Масс-спектрометрический анализ (МАЫ)1-ТОР)

13. Энзиматические свойства фитазы

14. Определение субстратной специфичности фермента

15. Анализ изомеров инозитолфосфатов с помощью НРЬС

16. Идентификация продуктов ферментативного гидролиза

17. Биоинформационный анализ

18. Математическая обработка результатов 48 РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

1. Скрининг микроорганизмов, способных гидролизовать фитат, в пробах почв Татарстана

2. Идентификация изолята

3. Локализация фитазы в клетках штамма Р. vagans 3.2

4. Динамика роста и накопления фитазной активности Р. vagans

60

3.2.

5. Подбор оптимального метода разрушения клеток

6. Очистка фитазы Р. vagans 3.2

7. Определение аминокислотной последовательности фитазы

8. рН-оптимум и рН-стабильность фитазы

9. Температурный оптимум и термостабильность фитазы

10. Влияние ионов двухвалентнных металлов на активность фитазы

11. Субстратная специфичность фитазы

12. Идентификация продуктов ферментативного гидролиза фитата 75 ОБСУЖДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ

ВЫВОДЫ

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ

СПИСОК ТЕРМИНОВ

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

Рекомендованный список диссертаций по специальности «Микробиология», 03.02.03 шифр ВАК

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Новая гистидиновая кислая фитаза Pantoea vagans: выделение и свойства»

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность проблемы

Острой проблемой биосферы в настоящее время является восполнение исчерпаемых и невозобновляемых ресурсов неорганического фосфата. В почве органическая форма фосфора представлена в основном в виде солей фитиновой кислоты. Они составляют до 50% от общего органического фосфора почв и являются резервуарами фосфора в семенах растений в процессе их созревания. Соли фитиновой кислоты, будучи сильными хелатирующими агентами, связывают катионы двухвалентных металлов, а также остатки аминокислот с образованием труднодоступных соединений (Fugthong et al., 2010). Их гидролиз в природе осуществляется ферментами - фитазами, что является основой для создания инновационной биотехнологии на основе микробных ферментов.

Микробные фитазы привлекают особое внимание биотехнологов для практического использования в животноводстве, сельском хозяйстве и охране окружающей среды. Фитазы микроорганизмов уже сегодня активно применяются в качестве кормовых добавок (Подобед с соавт., 2007), а в будущем могут стать альтернативой использованию фосфорных удобрений. Кроме того, использование фитат-гидролизующих ферментов может внести вклад в получение специфических изомеров мио-инозитол фосфатов - терапевтических соединений, химический синтез которых затруднен (Carlsson et al., 2006). Установлено, что мио-инозитол фосфаты являются важными компонентами сигнальных систем всех живых организмов и поэтому обладают фармакологическими свойствами: уменьшают интенсивность симптомов сердечно-сосудистых заболеваний (Jariwalla et al., 2001), служат профилактикой образования камней в почках (Grases et al., 2001), снижают риск возникновения рака толстой кишки (Vucenik et al., 2003). Положение фосфатной группы в инозитольном кольце влияет на физиологические функции соединения. Фитазы гидролизуют мио-инозитол гексакисфосфаты последовательно и стереоспецифично, поэтому получение

предшественников мио-инозитол фосфатов и свободного мио-инозитола с помощью фитаз является потенциальной альтернативой химическому синтезу.

Таким образом, актуальным направлением для создания прогрессивных микробных биотехнологий является поиск новых бактериальных продуцентов фитаз и изучение ферментов.

Цель работы - поиск и получение нового продуцента фитазы, выделение, очистка и характеристика свойств фермента.

Основные задачи исследования:

1. Выделить и идентифицировать продуценты фитаз из почв различных

регионов Татарстана.

2. Разработать способ выделения и очистки гомогенного препарата фитазы из

клеточного лизата РаШоеа vagans 3.2.

3. Определить и провести анализ первичной структуры фитазы; установить

классификационную принадлежность фермента.

4. Исследовать энзиматические свойства бактериальной фитазы.

5. Выяснить механизм гидролиза фитата фитазой РаШоеа vagans 3.2.

Научная новизна

Впервые из образцов почвы республики Татарстан изолирован микроорганизм, обладающий фитат-гидролизующей активностью - РаШоеа vagans 3.2. Разработан эффективный способ очистки фитазы из клеточного лизата бактерии Р. vagans 3.2 и получен гомогенный препарат фермента. Впервые установлена первичная структура фитазы Р. \agans 3.2, изучены кинетические характеристики, энзиматические свойства и субстратная специфичность фермента. Получены приоритетные данные о механизме гидролиза фитата фитазой Р. \agans 3.2 и стереоспецифичности фермента; установлен конечный продукт реакции гидролиза - 0/Ь-лшо-инозитол-1,2,4,5,6-пентакисфосфат.

Практическая значимость результатов

Выделенные из почв Республики Татарстан штаммы микроорганизмов могут быть использованы в агробиотехнологии в качестве экологически чистого

- биоудобрения, увеличивающего доступность фосфора для питания растений, а также в ветеринарии в качестве источника новых кормовых добавок для сельскохозяйственных животных. Разработанный способ очистки фитат-гидролизующего ферментаРаШоеа vagans 3.2, полученные знания о его свойствах и стереоспецифичности открывают перспективу использования фитазы Р. vagans 3.2 в качестве основы для новой экологически чистой технологии получения Э/Ь-лшо-инозитол-1,2,4,5,6-пентакисфосфата.

Положения, выносимые на защиту:

1. Изолирован и идентифицирован новый продуцент фитазы РаШоеа \agans 3.2 и разработан метод получения гомогенного препарата фермента.

2. Фитаза Р. vagans 3.2 выделена и классифицирована как гистидиновая кислая фосфатаза.

3. Фитаза Р. vagans 3.2 является 3-фитазой и отщепляет остаток фосфорной кислоты у третьего атома углерода в инозитольном кольце; конечным продуктом гидролиза фитата является В/Ь-лшо-инозитол-1,2,4,5,6-пентакисфосфат.

Апробация работы

Основные положения диссертации представлены на международных научных конференциях «ЗутВюБЕ 2009, 2010, 2011, 2012», Конгрессе Федерации европейских биохимических обществ 2013 (РЕВБ) «Биологические механизмы», III Ежегодной Международной научно-практической конференции по биологии для студентов, магистрантов и аспирантов Тбилисского государственного университета им. Иванэ Джавахишвили (Тбилиси, Грузия, 2011), XIX Международной конференции студентов, аспирантов и молодых учёных «ЛОМОНОСОВ-2012», МГУ, (Москва, 2012), «История и достижения Казанской биохимической школы» (Казань, 2009), «Биология - наука XXI века» (Москва, 2012), XIV Международной конференции «Ферменты микроорганизмов в биологии и медицине» посвященной 20-летию партнерства между Казанским государственным университетом и Гиссенским университетом им. Ю. Либиха (Казань, 2009), Всероссийской школе-конференции молодых ученых «Актуальные

проблемы современной биохимии и молекулярной биологии», (Казань, 2010), открытом конкурсе научных работ студентов и аспирантов им. Н.И. Лобачевского (Казань, РФ, 2012), Итоговой научно-образовательной конференции студентов Казанского (Приволжского) федерального университета (Казань, РФ, 2010, 2011, 2012, 2013), Ш-й Межрегиональной конференции молодых ученых и инноваторов «ИННО-КАСПИЙ» (Астрахань, 2012), XI Научная конференция молодых учёных, аспирантов и студентов научно-образовательного центра Казанского (Приволжского) федерального университета «Материалы и технологии XXI века» "(Казань, 2012).

ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

1. Фитазы - ферменты, гидролизующие фитат

1.1 Структура фитиновой кислоты и фитатов

Поддержание высоких урожаев сельскохозяйственных культур, необходимое для обеспечения продовольствием растущего населения Земли, возможно благодаря массированному применению минеральных удобрений. Фосфорные удобрения получают, разрабатывая залежи горных пород, богатых фосфатами. Однако запасы фосфатов, имеющиеся на Земле - это фактически невозобновляемые, исчерпаемые ресурсы [Gilbert, 2009]. Именно поэтому необходимо искать альтернативные использованию фосфорных удобрений пути обеспечения сельскохозяйственных растений фосфором.

Фосфор - один из макроэлементов живой клетки. Он присутствует в клетках в виде орто- и пирофосфорной кислот, входит в состав нуклеиновых кислот, макроэргических молекул, фосфолипидов, коферментов, ферментных белков, гормонов. Во многих сельскохозяйственных угодьях основное количество (>90%) фосфора, вносимого в почву в составе удобрений, не используется выращиваемыми культурами, поскольку становится недоступным для растений. Вносимый фосфор из-за его взаимодействия с компонентами почвы (адсорбции и преципитации) преобразуется либо в органические конгломераты, либо в нерастворимые неорганические минералы (Mullen, 2005).

Фосфор в составе органических соединений (Рорг) составляет от 30% до 50% от общего фосфора почвы и содержится в избытке в почвах, богатых органическим веществом (Dai et al., 2011). Фитиновая кислота и ее соли - фитаты, являются основной и наиболее часто встречающейся формой органического фосфора почвы (Карцев, 2003). Количество фитатов в почве широко варьирует и, во многом, определяется типом почвы и способами ее использования (George et al., 2009).

Фитаты, неотъемлемые компоненты злаковых и зерновых культур, обнаружены более века назад (Posternak, 1903). Они являются резервуаром

фосфора, который потенциально может быть использован микроорганизмами, растениями и животными.

Фитиновая кислота - мио-инозитол(1,2,3,4,5,6)гексакисфосфат -насыщенная циклическая кислота, состоящая из мио-инозитола, по гидроксильным радикалам которого расположено шесть остатков фосфорной кислоты (рисунок 1А). Остатки фосфорной кислоты химически активны и способны связывать ионы металлов - кальций, натрий, калий, цинк, медь. При кислых значениях pH протонирование фосфатных групп фитата способствует образованию свободной формы молекулы. При нейтральном и щелочном pH, напротив, депротонирование фосфатных групп фитата увеличиваает сродство к двухвалентным катионам металлов и, таким образом, формируются комплексы фитиновой кислоты с ионами металлов (рисунок 1А) (Oh et al., 2004). Фитиновая кислота также может взаимодействовать с остатками аминокислот, переводя их в недоступное состояние. Таким образом, фитаты являются не только резервуаром фосфора, но и связывают значительную часть микроэлементов, а также белков, углеводов, аминокислот, превращая их в комплексные нерастворимые конгломераты (Onyango et al., 2011).

Фитиновая кислота - это D-мио-

инозитол(1,2,3,4,5,6)гексакисдигидрофосфорная кислота, что точно описывает химическое строение этого соединения: приставка мио- говорит об определенной стерео-конформации соединения. Префикс «гексакис» указывает на то, что все остатки фосфорных кислоты не связаны друг с другом (Johnson, 1969). Впервые химическую формулу фитиновой кислоты предложил в 1914 году Р.Д. Андерсон. Наиболее стабильной конформацией обладает мио-инозитол с одной аксиальной и пятью экваториальными гидроксильными группами. Он имеет большое сходство с черепахой, изображение лап которой отражает нумерацию атомов углерода в кольце мио-инозитола (рисунок 1 Б).

г

но—г—он >41 I он

«Ч-/ V у"

ОН ^^с Т^ ОН

9

он

НО—Ц-'ОН

г

он

Щелочной рН и ионы Ме

Кислый рН

о

м-.* I 1 :м

Л I /*\>

о Г о

¿-'НГ'Ч

о

Фитат А

он ДРО.. он

I I

О—['—(Л" о —и—о

О О

Комплекс фитата с ионами металлов

Рисунок 1 - Структура фитата в зависимости от значений рН (А)."Черепаха (Б)

Для описания конфигураций молекул инозитолфосфатов используют номенклатуру Пастернака (Posternak, 1965). Самый широкораспространенный стереоизомер инозитола в природе это мио-инозитол. Хиро-, нео- и сцилло-формы инозитола встречаются редко, и их биологическая роль изучена мало. По номенклатуре Постернака в .ммо-конформации молекула инозитола имеет лишь одну плоскость симметрии. Для указания направления нумерации углеродных атомов используются префиксы D- и L-: L - по часовой стрелке, D - против часовой. Используемый термин «фитин» - это тривиальное название солей фитиновой кислоты (Maga, 1982).

Фитиновая кислота в зависимости от физических факторов обладает способностью проявлять свойства сильных и слабых кислот, благодаря тому, что остатки ортофосфорной кислоты, находящиеся в ее составе, могут принимать или отдавать до двенадцати протонов (Brown et al., 1961; Costello et al., 1976;).

При избытке в растворе фитиновой кислоты преимущественно образуются водорастворимые комплексы с катионами металлов в эквимолярном соотношении, т. е. 1:1. При избытке катионов металлов образуются слаборастворимые и нерастворимые соли. Наличие катионов нескольких металлов способствует образованию нерастворимых комплексов. Еще одним фактором, влияющим на растворимость солей фитиновой кислоты, является уровень pH среды (Cheryan, 1980). ФиТаты кальция, кадмия, цинка и меди лучше растворимы при значениях pH ниже 4-5, тогда как фитат магния хорошо растворим при pH 7.5 (Brown et al., 1961).

1.2 Физиологическая роль фитиновой кислоты

Фитиновая кислота накапливается в семенах растений в процессе их созревания вместе с другими запасными веществами, такими как крахмал и липиды, и существует, главным образом, в виде солей одно- и двувалентных катионов. В семенах растений фитиновая кислота выполняет различные функции: служит источником фосфора, катионов, мио-инозитола (предшественника

компонентов клеточной стенки) и энергии, участвует в процессах инициации прорастания семян (Агеке е1 а1., 2011). Содержание и локализация фитиновой кислоты в семенах может варьировать в зависимости от вида семян. У зерновых растений, пшеницы и риса большая часть фитиновой кислоты содержится в алейроновом слое зерна и в шелухе, у масличных и зернобобовых культур она распространена по всему зерну. Фитиновая кислота также обнаружена в корнях и клубнях, в овощах, фруктах, орехах и пыльце различных видов растений (ВоЬп е1 а1., 2008).

Гидролиз фитиновой кислоты осуществляет фермент фитаза. На стадии прорастания семян растения активируют собственную фитазу для получения фосфора, тогда как в зрелом зерне активность фитазы крайне низкая (Агеке е1 а1., 2011). Кроме того, растительные фитазы характеризуются высокой термолабильностью, поэтому соединения фосфора в семенах, используемых в качестве кормов, недоступны для животных. Фитазы практически не вырабатываются в пищеварительном тракте свиней, птицы и других животных с однокамерным желудком. Как правило, в условиях низкой активности или полного отсутствия фитаз фитиновый фосфор, и связанные с ним полезные питательные вещества, проходят желудочно-кишечный тракт транзитом. Это снижает доступность фосфора зерновых кормов до уровня 15-22% от его содержания в корме, а степень использования связанных с ним минералов снижается на 8.7-25.8% (Подобед с соавт., 2007). Фитиновый фосфор, проходя без изменений по пищеварительному тракту животных, выходит с пометом, который в качестве органического удобрения вносят в почву. В связи с этим возникают проблемы связанные с загрязнением почв и появления нерастворимых фосфатов в подземных водах и водоемах (РегксИ, 2006).

Фитиновая кислота представляет собой антипитательный компонент кормов растительного происхождения. Благодаря высокой анионной активности она образует ряд слаборастворимых солей с катионами металлов, в особенности кальция, цинка, магния и меди (ВоЬп е1 а1., 2007). Фитиновая кислота образует

комплексные соединения с белками, в том числе и протеолитическими ферментами (пепсином и трипсином), что приводит к снижению активности ферментов пищеварительного тракта.

1.3 Фитазы микроорганизмов

Первый фермент - фитаза, обладающий способностью гидролизовать фитат, описан в 1907 году (Suzuki et al., 1907). Вследствие остроты экологических проблем в последние 20 лет фитазы начали привлекать особое внимание ученых и биотехнологов в связи с возможностью разработки инновационных технологий применения фитаз в животноводстве, сельском хозяйстве и охране окружающей среды.

Фитазы - это особая группа фосфатаз, способных in vitro к поэтапному дефосфорилированию лшо-инозитол(1,2,3,4,5,6)гексакисфосфата (фитата) с образованием фосфорилированных производных инозитола. Этот термин независит от функции фермента в естественных условиях {in vivo), которые часто остаются неизвестными.

Комитет по Номенклатуре Ферментов выделяет три типа фитаз: 3-фитаза (ЕС 3.1.3.8), 4/6-фитаза (ЕС 3.1.3.26) и 5-фитаза (ЕС 3.1.3.72). Эта классификация основана на первой фосфатной группе, атакуемой ферментом. 3-фитаза характерна для микроорганизмов, 4/6-фитаза для растений (Greiner et al., 2007). 5-фитаза была сравнительно недавно обнаружена у растений, относящихся к семейству бобовых (люцерны и фасоли), и у бактерий рода Selenomonas ruminantium, относящихся к семейству Veillonellaceae, и являющимися постоянными обитателями рубца жвачных животных (Chu et al., 2004). Однако есть некоторые исключения: фитаза сои является 3-фитазой, а фитаза Е. coli относится к 6-фитазе. На основе рН-оптимума действия фитазы разделяют на кислые и щелочные.

Механизм действия всех описанных фитаз основан на гидролизе ферментом химических связей инозитола с остатками фосфорной кислоты (рисунок 2).

н

OPOjH"

н

он

н

— Саг+

Фитаза

но

н

Са2*

+ РО4 + Fe2+ Zn +

н

0Р0зН2-0Р03Н'

н

Фитаты

Рисунок 2 - Механизм действия фитазы. Бактериальные фитазы отщепляют остатки фосфорной кислоты от молекулы фитата и, таким образом, переводят фосфор и связанные с ним ионы металлов в доступное состояние.

Фитазы активно продуцируются почвенными микроорганизмами и принимают участие не только в разрушении свежих органических остатков, но и при высвобождении фосфора из почвенных органических соединений. Таким образом, микробные фитазы являются ключевыми ферментами в циклическом обращении органического фосфора в почве (рисунок 3) (Mora et al., 2008). Следует отметить, что слабая фитазная активность обнаружена в корнях растений. При этом фермент не секретируется в ризосферу, и растения не могут самостоятельно усваивать связанный фосфор из фитатов почвы. Уникальную роль в разрушении этих соединений в окружающей среде выполняют микроорганизмы (Lei et al., 2007).

(^асгениГ ^

Остатки растений

Органические и минеральные удобрения

Экскременты

Используемый растениями Р

Свободные фосфаты в почве

Накопление Р в органической составляющей почвы

(30-50% общего Р)

Фитат

(10-35% общего Р)

Фитазная активность/

эактерии

синтезирующие^ фитазу в оосферу

Свободный инозитол

Свободные ионы металлов

Свободные фосфаты

Рисунок 3 - Схема мобилизации фосфора микроорганизмами: в ризосфере высших растений бактерии, синтезирующие фитазу, способствуют последовательной утилизации фосфора из нерастворимых почвенных фитатов и элиминации хелатообразующих комплексов с освобождением ионов металлов, аминокислот, витаминов (Мухаметзянова с соавт., 2012).

Среди микроорганизмов наиболее активными продуцентами внеклеточных фитаз являются микромицеты. Среди 2000 отобранных из почвы фитат-гидролизующих микробных изолятов большинство продуцировали внутриклеточную фитазу (Rao et al., 2009). Внеклеточная фитазная активность обнаружена у 30 изолятов, относящихся к мицелиальным грибам: 28 из них принадлежали к роду Aspergillus, один - к роду Penicillium и один - к роду Мисог (Guimaraes et al., 2006).

В настоящее время фитазы обнаружены также у бактерий различных таксонов: Aerobacter aerogenes (Greaves et al.,1967), В. amyloliquefaciens (Kim et al., 1998), Bacillus subtilis (Powar et al., 1967), Klebsiella sp. (Shah et al., 1990), Pseudomonas sp. (Irving et al., 1971), Enterobacter sp. 4 (Yoona et al., 1996), Escherichia coli (Greiner et al., 1993), дрожжей Saccharomyces cerevisiae и Candida tropicalis и др. (Simon et al., 2002; Andlid et al., 2004).

Сравнительный анализ молекулярного веса, pH и температурного оптимумов фитаз микроорганизмов представлен на таблице 1. В целом, бактериальные фитазы представителей родов Bacillus и Enterobacter имеют pH оптимум в диапазоне от 6.0 до 8.0, а их температурный оптимум варьирует в пределах от 45 до 77°С (Lei et al., 2007). Фитаза A. niger с pH оптимумом 5.0-5.5 не термостабильна и не способна к рефолдингу после тепловой денатурации, в отличие от другой фитазы этого организма с pH оптимумом 2.2, которая при 80°С незначительно теряет активность (Guimaraes et al., 2006). Когда ген этой фитазы из A.niger экспрессировали в S. cerevisae, происходило значительное снижение термостабильности фермента, что, вероятно, связано с дегликозилированием молекулы. Однако попытки увеличить термостабильность белка путем увеличения уровня гликозилирования в опытах с несколькими фитазами/фосфатазами показали, что гликозилирование само по себе на термостабильность ферментов не влияет. Высокая термостабильность грибных фитаз отмечена у рекомбинантного фермента A. fumigatus, экспрессированного в

Pichia pastoris: при кипячении в течение 10 мин белок терял около 10% исходной активности (Rodriguez et al., 2000).

Таблица 1 - Сравнительный анализ молекулярного веса, рН и

температурного оптимумов фитаз микроорганизмов

Источник фитазы Удельная активность (ед. акт / мг) Молек. масса (кДа) Темп, оптимум (°С) pH оптимум

Aspergillus niger van Teighem 22 592 66 52-55 2-5

Aspergillus fumigatus 51 88 55 5

Aspergillus oryzae 27 74 50 5.5-6.0

Cladosporium sp. FP-1 909 - 40 3.5

Peniophora lycii 1080± 110 72 50-55 4.5

Trametes pubescens 1210 ± 30 62 50 5.0-5.5

Bacillus sp. 16 40 55 7.0

Bacillus sp. KHU-10 36 44 40 6.5-8.5

Bacillus laevolacticus 12 41-46 70 7.0-8.0

Dickeya paradisiaca 769 - 55 4.5-5.5

Klebsiella sp. ASR1 568 - 45 5.0

Obesumbacterium proteus 310 45 40-45 4.9

Pedobacter nyackensis 245 38 45 7.0

Yersinia intermedia 396 45 55 4.5

Yersinia kristeensenii 2656 48 55 4.5

Kodamaea ohmeri BG3 16 51 65 5.0

Микробные фитазы A.niger и E.coli по сравнению с рекомбинантными фитазами, выделенными из пшеницы, более других устойчивы к протеолитической деградацией пепсином (Golovan et al., 2000). Фитазы бактерий

рода Bacillus устойчивы к папаииу, панкреатину и трипсину, но очень чувствительны к пепсину (Kerovuo et al., 2000). Полагают, что чувствительность к пепсину бациллярных фитаз может быть результатом конформационной модификации в процессе денатурации белка при низких значениях pH.

1.4 Роль фитаз in vivo

Биосинтез фитат-гидролизующих ферментов у большинства микроорганизмов индуцируется фосфатным голоданием, что свидетельствует о роли фитаз в обеспечении клеток соединениями фосфора. Это подтверждено идентификацией фитат-гидролизующих ферментов у стебельковых водных бактерий (простекобактерий) Caulobacter crescentus, обитающих в олиготрофной среде, где фосфаты являются фактором, лимитирующем рост этих микроорганизмов (Ireland et al., 2002). Поглощение фосфатов - одна из гипотетических функций стебелька С. crescentus: он удлиняется, когда бактерия подвергается фосфатному стрессу. Увеличение площади поверхности стебелька и количества находящихся в нем фитаз позволяет бактериям эффективнее потреблять органический фосфор из окружающей среды. Показано, что цианобактерии семейства Rivulariaceae интенсивнее растут на фитате при формировании ворсинок (Sihvonen et al., 2007). Среди молочнокислых бактерий только бактерии заквасок способны к гидролизу фитата. Молочнокислые бактерии адаптированы к благоприятным условиям роста, средам, обогащенным питательными веществами и источниками энергии, в силу чего в результате эволюционного отбора исчезла необходимость в синтезе фитат-гидролизующих ферментов (Raghavendra et al., 2009). Фитазы дрожжей S. cerevisiae принадлежат к белкам jwo-регулона, которые вовлечены в процессы специфического поглощения фосфатов из окружающей среды (McDonald et al., 2001). Отметим, что фитазы Е. coli не локализованы в />/ю-регулоне (Greiner, 2007). По-видимому, их основная функция не связана с ассимиляцией фосфатов, однако, фитазы

влияют на общий уровень содержания фосфора в периплазме (Mullaney et al., 2007).

В отличие от других микроорганизмов, анаэробные бактерии рубца способны существовать в условиях высоких концентраций фосфатов без ингибирования синтеза фитаз. Это уникальное свойство позволяет им эффективно гидролизовать фитаты в рубце даже при высоком содержании фосфатов, что свидетельствует о консервативной регуляции генной экспрессии фитаз бактерий рубца (Mullaney et al., 2007).

Для обеспечения микробной клетки фосфатами фитат-гидролизующие ферменты должны иметь доступ к фитатам, находящимся в окружающей среде. Фитат-гидролизующие ферменты Е. coli являются периплазматическими белками. Так как фитат хорошо разлагается как разрушенными, так и интактными клетками кишечной палочки (Greiner, 2007), по-видимому, in vivo эти ферменты имеют доступ к фитатным субстратам. Предполагается, что фитат может транспортироваться внутрь бактериальных клеток (Cho et al., 2005). У Klebsiella pneumoniae ген, кодирующий фитазу, котранскрибируется с полицистронной мРНК, продуктом которой является траспортер инозитолфосфата (Huang, et al., 2009). Фитат-гидролизующая активность микроорганизмов S. ruminantium и Bacteroides multiacidus ассоциирована с внешней мембраной (Nakashima et al., 2007). С другой стороны, неизвестно, как бактерии, не обладающие внеклеточной фитазной активностью, например, некоторые штаммы Pseudomonas, растут в отсутствие доступного источника фосфора (Cho et al., 2005).

Отметим, что роль фитаз не ограничивается расщеплением недоступного фосфорного субстрата, необходимого для метаболизма бактерий. Имеются свидетельства того, что мио-инозитолфосфат фосфатазная активность вовлечена в сигнальную трансдукцию, клеточное деление и микробный патогенез (Guo et al., 2011). Обнаруженная взаимосвязь потока мио-инозитолов с патогенезом представляет интерес для фундаментальных исследований и медицинской практики. По-видимому, эти соединения задействованы в фосфолипидной

сигнализации и играют важную роль в ряде физиологических процессов, обеспечивающихотношения паразит-хозяин, включая выживание клеток патогена и регуляцию транспортных функций мембраны (Т)еУтпеуе1а1., 2000). Установлено, что некоторые патогены активно выделяют мио-инозитолфосфаты, с образованием которых связывают различные механизмы патогенеза.

1.5 Классификация фитаз

На основании накопленных данных в настоящее время рассматривают четыре класса ферментов, обладающих фитазной активностью: гистидиновые кислые фитазы (НАРЬу), (3 - пропеллерные фитазы (ВРРЬу), пурпурные кислые фитазы (РАРЬу) и цистеиновые или протеин-тирозиновые фитазы (РТРЬу) (рисунок 4). Представители каждого из этих классов ферментов обладают различными каталитическими механизмами и такими индивидуальными свойствами, которые позволяют им эффективно утилизировать мио-инозитолгексафосфаты в качестве субстрата при различных значениях рН(Ми11апеуе1а!., 2007).

НАРНу

BPPhy

Фитат

Фитат

Рисунок 4 -30-структура четырех классовфитаз. Гистидиновая кислая фитаза (HAPhy) - фитаза Escherichia coli АррА в комплексе с фитатом.р -пропеллерная фитаза (BPPhy) - фитаза Bacillus amyloliquefaciensB комплексе с

Л I I

ионами Ca и фосфатами. Три иона Ca вовлечены в процесс катализа и создания необходимого электростатического потенциала, три других необходимы для

Фосфат

РАРНу

(- ( Сульфат

стабилизации фермента. Цистеиновая или протеин-тирозиновая фитаза (PTPhy) -фитаза Selenomonas ruminantium в комплексе с фитатом. Пурпурная кислая фитаза (PAPhy) - пурпурная кислая фосфатаза Phaseolus vulgaris (фасоль) (структура пурпурных кислых фитаз неизвестна) в комплексе с сульфатом. PAPhy -гомодимерные металлозависимые ферменты.

Похожие диссертационные работы по специальности «Микробиология», 03.02.03 шифр ВАК

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Сулейманова, Алия Дамировна, 2013 год

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Зинин Н. В. Поиск, клонирование и экспрессия генов бактериальных фитаз : дис. ... канд. биол. наук : 03.00.15 / Зинин Николай Владимирович. - М., 2004. - 120 с.

2. Захарова Н. Г. Микробиологический мониторинг почв: Учебное пособие / Н. Г. Захарова, Ф. К. Алимова, С. Ю. Егоров. - Казань: Казанский государственный университет им. В.И.Ульянова-Ленина, 2005. - 82 с.

3. Карцев, В. Г. Избранные методы синтеза и модификации гетероциклов / В. Г. Карцев // М.: IBS PRESS. - 2003. - 79 с.

4. Лавренова, Г.И. Экспериментальные методы исследования белков и нуклеиновых кислот / Г.И. Лавренова, E.H. Лысогорская, В.А. Спиридонова и др.; под ред. М.А.Прокофьева. - М. : Изд-во МГУ, 1985. - 248 с.

5. Мухаметзянова, А.Д. Микроорганизмы как продуценты фитаз / А.Д. Мухаметзянова, А.И. Ахметова, М.Р. Шарипова // Микробиология. — 2012. — Т. 81, -№3.-С. 291-300

6. Остерман, Л. А. Хроматографические методы исследования/ Л.А. Остерман. М.: Наука, 1985.-536 с.

7. Подобед, Л. И. Вопросы, практического применения фитаз в качестве факторов повышения питательности рационов и экономии энергетического пространства в их составе / Л. И. Подобед, А. А. Пархоменко // Энзим. -2007. -Т.4. -С. 11-16.

8. Шлегель, Г. Современная микробиология. Прокариоты: (пер. с англ.) / Г. Шлегель, Й. Ленгелер, Г. Древе. - Москва : Мир, 2005. - 656с. - Перевод изд: Biology of the Prokaryotes / Hans G. Schlegel, Joseph W. Lengeier, Gerhart Drews. - Stuttgart: Blackwell Science, 1999.

9. Altschul, S.F. Gapped BLAST and PSI-BLAST: a new generation of protein database search programs / S.F. Altschul, T.L. Madden, A.A. Schaumluffer, J.

Zhang, Z. Zhang, W. Miller, D.J. Lipman // Nucleic. Acids Research. - 1997. -V.25 - P.3389-3402.

10. Anderson, R. J. A contribution to the chemistry of phytin / R. J. Anderson // Journal of Biological Chemistry. - 1914. - V. 17. - P. 171-190.

11. Andlid, T. A. Metabolism of extracellular inositol hexaphosphate (phytate) by Saccharomyces cerevisiae / T. A. Andlid, J. Veide, A. S. Sandberg // Int J Food Microbiol. - 2004. - V.97. - №2. - P. 157-169.

12. AOAC-1990 Phytate in foods, anion-exchange method, №986.11. - Arlington: Official methods of analysis, 15th edn. Association of Official Analytical Chemists, 1990.-p. 800-801

13. Azeke, M. A. The effect of germination on the phytase activity, phytate and total phosphorus contents of some Nigerian-grown grain legumes / M. A. Azeke, R. M. Elsanhoty, S. J. Egielewa, M. U. Eigbogbo // J Sci Food Agric. - 2011. - V. 15. -V.91 (1).-P. 75-79.

14. Bai, H. Antisense inhibition of gene expression and growth in gram-negative bacteria by cell-penetrating peptide conjugates of peptide nucleic acids targeted to rpoD gene/ H. Bai, Y. You, H. Yan, J. Meng, X. Xue, Z. Hou, Y. Zhou, X. Ma, G. Sang, X. Luo// Biomaterials. - 2012. - V. 33. - №2. - P. 659-667.

15. Barrientos, L.G. Conformational studies of myo-inositol phosphates/ L.G. Barrientos, P.P. Murthy//Carbohydr Res. - 1996. - V.296. - P.39-54.

16. Bendtsen, J.D. Improved prediction of signal peptides: SignalP 3.0/ J.D. Bendtsen, H. Nielsen, G. von Heijne, S. Brunak// J Mol Biol. - 2004. - V.340io -№4. - 783-795.

17. Bohn, L. Phytate: impact on environment and human nutrition. A challenge for molecular breeding / L. Bohn, A. S. Meyer, S. K. Rasmussen // J. Zhejiang. Univ. Sci. B.-2008.-V.9. -№3.-P. 165-191.

18. Bradford, M.M. A rapid and sensitive method for the quantitation of microgram quantities of protein utilizing the principle of protein-dye binding / M. M. Bradford // Analyt. Biochem - 1976 - V.8 - P.248-254.

19. Brown, E.C. Phytic acid - Analytical investigation / E. C. Brown, M. L. Heit, D. E. Ryan // Canadian Journal of Chemistry-Revue Canadienne de Chimie. - 1961. -V. 39. -№6.-P. 1290-1297.

20. Bullok, J.O. Ion selectivity of colicin El: III. Anion permeability/ J.O. Bullok, E.R. Kolen// J Membr Biol. - 1995. - V.144. - №2. - P.131-145.

21. Burrill, G. Fruit notes of New England / G. Burrill, B. Winslow // Dept. of Plant & Soil Sciences. - 1882.-P. 11-12.

22. Carlsson, N. Myo-inositol phosphate isomers generated by the action of a phytate-degrading enzyme from Klebsiella terrigena on phytate / N. Carlsson, R. Greiner // Can. J. Microbiol. - 2006. - V.52. - P.759-768.

23. Cheryan, M. Phytic acid interactions in food systems/ M. Cheryan// Crit Rev Food Sci Nutr. - 1980. - V.13. - №4. - P.297-335.

24. Cho, J. Molecular cloning of a phytase gene (phy M) from Pseudomonas syringae MOK1 / J. Cho, C. Lee, S. Kang, J. Lee, H. Lee, J. Bok, J. Woo, Y. Moon, Y. Choi // Curr Microbiol. -2005. -V.51. -№.1. -V.l 1-15.

25. Chu, H. M. Structures of Selenomonas ruminantium phytase in complex with persulfated phytate: DSP phytase fold and mechanism for seqyential substrate hydrolysis (Text) / H. M. Chu, R. T. Guo, T. W. Lin, C. C. Chou, H. L. Shr, H. L. Lai, T. Y. Tang, K. J. Cheng // Institute of Biochemical Sciences, National Taiwan University. - 2004. - V.l0. - P. 2015-2024.

26. Costello, A. J. R. P-31 nuclear magnetic resonance-pH titrations of myoinositol hexaphosphate / A. J. R. Costello, T. Glonek, T. C. Myers // Carbohydrate Research. - 1976. - V.46. - P. 159-171.

27. Cottrill, M. A. Inositol phosphatase activity of the Escherichia coli agp-encoded acid glucose-1-phosphatase / M. A. Cottrill, S.P. Golovan, J.P. Phillips, C.W Forsberg // Can. J. Microbiol. - 2002. - V. 48. - P. 801-809.

28. Cuevas, R. Trypsin inhibitors in soy bean-based food: critical review of thermal destruction kinetics, and analytical methods/ R. Cuevas, M. Cheryan// Arch Latioam Nutr. - 1983. - V.33. - №4. - P.902-931.

29. Dai, F. Identification of a Phytase Gene in Barley (Hordeum vulgare L.) / F. Dai, L. Qiu, L. Ye, D. Wu, M. Zhou, G. Zhang // PLoS One. - 2011. - V.6. - №4. -P.18829.

30. Deletoile, A. Phylogeny and Identification of Pantoea Species and Typing of Pantoea agglomerans Strains by Multilocus Gene Sequencing/ A. Deletoile, D. Deere, S. Courant, V. Passet, J. Audo, P. Grimont, G. Arlet, S. Brisse// J Clin Microbiol. - 2009 - V.47. - №2. - P.300-310.

31. DeVinney, R. Phosphatases and kinases delivered to the host cell by bacterial pathogens / R. DeVinney, O. Steele-Mortimer, B.B. Finlay // Trends Microbiol. -2000. - V.8. - №1. - P.29-33.

32. Didelot, X. Impact of recombination on bacterial evolution / X. Didelot, M.C.J. Maiden // Trends Microbiol. - 2010. - V. 18. - P.315-322.

33. Dionisio, G. Different site-specific N-glycan types in wheat (Triticum aestivum L.) PAP phytase / G. Dionisio, H. Brinch-Pedersen, K.G. Welinder, M. Jorgensen// Phytochemistry. - 2011. - Epub.

34 Escobin-Mopera, L. Purification and characterization of phytase from Klebsiella pneumoniae 9-3B / L. Escobin-Mopera, M. Ohtani, S. Sekiguchi, T. Sone, A. Abe, M. Tanaka, V. Meevootisom, K. Asano // Journal of Bioscience and Bioengineering. - 2012. -V. 113. - P. 1-132.

35. Fugthong, A. Biochemical characterization and in vitro digestibility assay of Eupenicillium parvum (BCC17694) phytase expressed in Pichia pastoris / A. Fugthong, K. Boonyapakron, W. Sornlek, S. Tanapongpipat, L. Eurwilaichitr, K. Pootanakit // Protein Expression and Purification. - 2010. - V.70. - P. 60-67.

36. George, T. S. Expression of a fungal phytase gene in Nicotiana tabacum improves phosphorus nutrition of plant growth in amended soils / T. S. George, R. J. Simpson, P. A. Hadobas, A. E. Richardson // Plant Biotechnol J. - 2005. -V.3. -P.129-140.

37. George, T. S. Extracellular release of a heterologous phytase from roots of transgenic plants: does manipulation of rhizosphere biochemistry impact

microbial community structure / T. S. George, A. E. Richardson, S. S. Li, P. J. Gregory, T. J. Daniell // FEMS Microbiol Ecol. - 2009. - V.70. - P. 433-445.

38. Ghorbani-Nasrabadi, R. Identification and determination of extracellularphytate-degrading activity in actinomycetes/ R. Ghorbani-Nasrabadi, R. Greiner, H.A. Alikhani, J. Hamedi// World J Microbiol Biotechnol. - 2012. - V.28. - №7. -P.2601-2608.

39. Golovan, S. Characterization and overproduction of the Escherichia coli appA encoded bifunctional enzyme that exhibits both phytase and acid phosphatase activities / S. Golovan, G. Wang, J. Zhang, C. W. Forsberg// Canadian Journal of Microbiology. - 2000. - V.46. - P. 59-71.

40. Gram, H. C. Über die isolierte Färbung der Schizomyceten in Schnitt- und Trockenpräparaten // Fortschritte der Medizin. - 1884. - V.2. - P. 185-189.

41. Grases, F. Variation of InsP(4),InsP(5) and InsP(6) levels in tissues and biological fluids depending on dietary phytate/ F. Grases, B.M. Simonet, R.M. Prieto, J.G. March// J Nutr Biochem. - 2001. - V.12. - №10. P.595-601.

42. Greaves, M. P. The hydrolysis of inositol phosphates by Aerobacter aerogenes / M. P. Greaves, G. Anderson, D. M. Webley // Biochim Biophys Acta. - 1967. -V. 15.-№132. -P. 412-418.

43. Greiner, R. Myo-Inositol phosphate isomers generated by the action of a phytate-degrading enzyme from Klebsiella terrigena on phytate / R. Greiner, N. G. Carlsson // Can J Microbiol. - 2006. - V. 52(8). - P. 759 -768.

44. Greiner, R. Phytate-degrading Enzymes: Regulation of Synthesis in Microorganisms and Plants / R. Greiner // Inositol phosphates: linking agriculture and the environment / Eds. Turner B.L., Richardson A.E., Mullaney E.J. CAB International. - 2007. - P.78-96.

45. Greiner, R. Production of D-myo-inositol(l,2,4,5,6)pentakisphosphate using alginate-entrapped recombinant Pantoea agglomerans glucose-1-phosphatase / R. Greiner, I. Sajidan // Braz. arch. biol. technol. - 2008. - V.51. - №2. - P.235-246.

46. Greiner, R. Purification and characterization of two phytases from Escherichia coli / R. Greiner, U. Konietzny, K. D. Jany // Arch Biochem Biophys. - 1993. - V. 15. -№303. - P. 107-113.

47. Guimaraes, L. H. S. Screening of filamentous fungi for production of enzymes of biotechnological interest / L. H. S. Guimaraes, S. C. Peixoto-Nogueira, M. Michelin, A. C. S. Rizzatti, V. C. Sandrim, F. F. Zanoelo, A. C. Aquino, A. B. Junior, M. Polizeli // Brazilian Journal of Microbiology. - 2006. - V.37. - P. 474480.

48. Gulati, H.K. Production, purification and characterization of thermostable phytase from thermophilic fungus Thermomyces lanuginosus TL-7/ H.K. Gulati, B.S. Chadha, H.S. Saini// Acta Microbiol Immunol Hung. - 2007. - V.54. - №2. -P.121-138.

49. Guo, D. Involvement of ERK1/2/NF-kB signal transduction pathway in TF/FVIIa/PAR2-induced proliferation and migration of colon cancer cell SW620 / D. Guo, H. Zhou, Y. Wu, F. Zhou, G. Xu, H. Wen, X. Zhang // Tumour Biol. -2011. -Epub.

50. Hara, Y. Use of calcium phosphate ceramics in periodontal therapy/ Y. Hara, K. Tani, N. Nagamine, K. Maeda, A. Akamine, Y.J. Cheng, T. Furukawa, T. Kishi, S. Yoshimura, F. Toyofuku, et al.// Nihon Shishubyo Gakkai Kaishi. - 1985. -V.27. - №2. - P. 433-443.

51. He, Z. Preparation and FT-IR characterization of metal phytate compounds/ Z. He, C.W. Honeycutt, T. Zhang, P.M. Bertsch/ J Environ Qual. - 2006. - V.35. -№4.-P.1319-1328.

52. Herter, T. Glucose-1-phosphatase (AgpE) from Enterobacter cloacae displays enhanced phytase activity / T. Herter, O. V. Berezina, N. V. Zinin, G. A. Velikodvorskaya, R. Greiner, R. Borriss // Applied Microbiology and Biotechnology. - 2005. - V. 70. - P. 60-64.

53. Hong, Y.-F. The sweet potato sporamin promoter confers high-level phytase expression and improves organic phosphorus acquisition and tuber yield of

transgenic potato/ Y.-F. Hong, C.Y. Liu, K.J. Cheng, A.L. Hour, M.T. Chan, T.H. Tseng, K.Y. Chen, J.F. Shaw, S.M. Yu// Plant Mol Bio. - 2008. - V.67. - №4. -P.347-361.

54. Huang, H. Novel low-temperature-active phytase from Erwinia carotovora var.carotovota ACCC 10276 / H. Huang, H. Luo, Y. Wang, D. Fu, N. Shao, P. Yang, K. Meng, B. Yao // J Microbiol Biotechnol. - 2009. - V. 19. - №10. - P. 1085-1091.

55. Idriss, E. E. Extracellular phytase activity of Bacillus amyloliquefaciens FZB45 contributes to its plant-growth-promoting effect / E. E. Idriss, O. Makarewicz, A. Farouk, K. Rosner, R. Greiner, H. Bochow, T. Richter, R. Borriss // Microbiology. - 2002. - V.148. - P. 2097-2109.

56. Ireland, M. M. Proteomic analysis of the Caulobacter crescentus stalk indicates competence for nutrient uptake / M. M. Ireland, J. A. Karty, E. M. Quardokus, J. P. Reilly, Y. V. Brun // Mol Microbiol. - 2002. - V.45. - №4. - P. 1029-1041.

57. Irving, G. C. Inositol phosphate phosphatases of microbiological origin. Some properties of a partially purified bacterial (Pseudomonas sp.) phytase / G. C. Irving, D. J. Cosgrove// Aust J Biol Sci. - 1971. - V24. - P. 547-557.

58 Jakobsen, I. Rhizosphere microorganisms and plant phosphorus uptake / I. Jakobsen, M. E. Leggett, A. E. Richardson // Agronomy. - 2005. - V.46. - P. 437-494.

59. Jariwalla, R.J. Rice-bran products: phytonutrients with potential applications in preventive and clinical medicine/ R.J. Jariwalla// Ggg Drugs Exp Clin Res. -2001.-V.27.-№l.P.17-26.

60. Jonson, L.F. The structure of myo-inositol pentaphosphates/ L.F. Jonson, M.E. Tate//Ann. N. Y. Acad. Sci.- 1969. - V.165. - №2. - P.526-532.

61. Kelley L.A. Protein structure prediction on the web: a case study using the Phyre server/ L.A. Kelley, M.J.E. Sternberg// Nature Protocols. - 2009. - V.4. - P.363 -371.

62. Kerovuo, J. The metal dependence of Bacillus subtilis phytase / J. Kerovuo, I. Lappalainen, T. Reinikainen // Biochemical and Biophysical research Communications. - 2000. - V.268. - P. 365-369.

63. Kim, O.H. /^-propeller phytase hydrolyzes insoluble Ca(2+)-phytate salts and completely abrogates the ability of phytate to chelate metal ions / O. H. Kim, Y. O. Kim, J. H. Shim, Y. S. Jung, W. J. Jung, W. C. Choi, H. Lee, S. J. Lee, K. K. Kim, J. H. Auh, H. Kim, J. W. Kim, T. K. Oh, B. C. Oh // Biochemistry - 2010. -V.49 (47). - P. 10216-10227.

64. Kim, Y. O. Cloning of the thermostable phytase gene (phy) from Bacillus sp. DS11 and its overexpression in Escherichia coli / Y. O. Kim, J. K. Lee, H. K. Kim, J. H. Yu, T. K. Oh // FEMS Microbiol Lett. -1998. - V. 162(1). - P. 185191.

65. Kim, Y. O. Phytase produced from Citrobacter braakii / Y. O. Kim, K. R. Busan, H. W. Kim, J. H. Lee, K. K. Kim, J. Y. Lee, I. S. Kong // Republic of National Fisheries Research and Development Institute. - 2008. - P. 20.

66. Kim, Y. O. Purification, characterization, and gene cloning of glucose-1-phosphatase from Citrobacter braakii / Y. O. Kim, H. W. Kim, I. S. Park, J. H. Lee, S. J. Lee, K. K. Kim // Journal Genetic Applied Microbiology. - 2009. - V. 55(5).-P. 345-350.

67. Konietzny, U. Molecular and catalytic properties of phytate-degrading enzymes (phytases)/ U. Konietzny, R. Greiner// International Journal of Food, Science & Technology. - 2002. - V.37. - №2. - P. 791-812.

68. Laemmli, U.K. Cleavage of structural proteins during the assembly of the head of bacteriophage T4/ U.K. Laemmli //Nature. - 1970. - V.227. - P.680-685.

69. Lee, D. C. Functional insights revealed by the crystal structures of Escherichia coli glucose-1-phosphatase / D. C. Lee, M. A. Cottrill, C. W. Forsberg, Z. Jia // J. Biol. Chem. - 2003. - V. 33.-P. 31412-31418.

70. Lei, X. G. Phytase: source, structure and application / X. G. Lei, J. M. Porres, E. J. Mullaney, H. B. Pedersen, J. Polaina, A. P. Maccabe // Industrial Enzymes. -2007.-P. 505-529.

71. Lim, D. Crystal structures of Escherichia coli phytase and its complex with phytate / D. Lim, S. Golovan, C. W. Forsberg, Z. Jia // Nat Struct Biol. - 2000. -V. 7.-P. 108-113.

72. Lui, R. Conformational model for binding site recognition by the E.coli MetJ transcription factor/ R. Liu, T.W. Blackwell, D.J. States// Biomaterials. - 2001. -V.17. - №7. - P. 622-633.

73. Maga, J.A. Pyrazines in foods: an update./ J.A. Maga// Crit Rev Food Sci Nutr. -1982. - V.16. - №1. - P.l-48.

74. Maiden, M. C. J. Multilocus sequence typing of bacteria // Annu. Rev. Microbiol. -2006.-V.60.-P. 561-588.

75. McDonald, A. E. Phosphite disrupts the acclimation of Saccharomyces cerevisiae to phosphate starvation / A. E. McDonald, J. O. Niere, W. C. Plaxton // Can J Microbiol. - 2001. - V.47. - №11. - P. 969-78.

76. Mora, M. L. Future biotechnological applications of bacterial phytases and phytase-producing bacteria / M. L. Mora, M. Jorquera, O. Martinez, F. Maruyama, P. Marschner Current // Microbes Environ. - 2008. - V.23. - P. 182191.

77. Mullaney, E. J. Phytases: Attributes, Catalytic Mechanisms and Applications. Inositol phosphates: linking agriculture and the environment / E. J. Mullaney, A. H. J. Ullah. Eds. B. L. Turner, A. E. Richardson, E. J. Mullaney // CAB International. - 2007. - P. 97-110.

78. Mullen, M. D. Phosphorus in soil: biological interactions // Encyclopedia of Soils in the Environment. Elsevier Ltd., Oxford. - 2005. - P. 210-215.

79. Nakashima, B. A. Diversity of phytases in the rumen / B. A. Nakashima, T. A. McAllister, R. Sharma, L. B. Selinger // Microb Ecol. - 2007. - V.53. - №1. - P. 82-88.

80. Naum, M. Is 16S rDNA a Reliable Phylogenetic Marker to Characterize Relationships Below the Family Level in the Enterobacteriaceael / M. Naum, E. W. Brown, R. J. Mason-Gamer // J. Mol. Evol. - 2008. - V.66. - P. 630-642.

81. Nautiyal, C.S. An efficient microbiological growth medium for screening phosphate solubilizing microorganisms/ C.S. Nautiyal// FEMS Microbiol Lett. -1999. - V.170. - P.265-270.

82. Onyango, E. M. Inositol hexaphosphate increases mucin loss from the digestive tract of ducks / E. M. Onyango, O. Adeola // J Anim Physiol Anim Nutr (Berl). -2011.-P. 439-0396 (Epub).

83. Pérez-Losada, M. Pathogen typing in the genomics era: MLST and the future of molecular epidemiology / M. Pérez-Losada, P. Cabezas, E. Castro-Nallar, K. A. Crandall // Infect. Genet. Evol. - 2013. - V.16. - P. 38-53.

84: Posternak, M. S. Sur un nouveau principe phosphor-organique d'origine vegetale, la phytine // Comptes Rendus des Sanees de la Société de Biologie et de Ses Filiales. - 1903. - P. 1190-1192.

85. Posternak, T. The cyclitols/ Posternak T.// Holden-Day, Inc., San Francisco, CA. - 1965.

86. Powar, V. K. Phytase from Bacillus subtilis / V. K. Powar, V. Jagannathan II Indian J Biochem. - 1967. - V.4. - №3. - P. 184-185.

87. Powar, V.K. Purification and properties of phytate-specific phosphatase from Bacillus subtilis/ V.K. Powar, V. Jagannathan// J Bacteriol. - 1982. - V.151. -№3.-P.l 102-1108.

88. Pradel, E. Utilization of exogenous glucose-1-phosphate as a source of carbon or phosphate by Escherichia coli K12: respective roles of acid glucose-1-phosphatase, hexose-phosphate permease, phosphoglucomutase and alkaline phosphatase/ E. Pradel, P.L. Boquet// Res Microbiol. - 1991. - V. 142. - №1. -P.37-45.

89. Raghavendra, P. Screening, selection and characterization of phytic acid degrading lactic acid bacteria from chicken intestine / P. Raghavendra, P. M. Halami // Int J Food Microbiol. - 2009. - V.133. - P. 129-134.

90. Rahmanov, S.V. Empirical potential for ion binding in proteins/ S.V. Rahmanov, I.V. Kulakovskiy, L.A. Uroshlev, V.J. Makeev// Journal of Bioinformatics and Computation Biology. - 2009. - N.3. - P. 427-435.

91. Rao, D. E. Molecular characterization, physicochemical properties, known and potential applications of phytases: An overview / D. E. Rao, K. V. Rao, T. P. Reddy, V. D. Reddy // Crit Rev Biotechnol. - 2009. - V.29. - №2. - P. 182-198.

92. Rigden, D. J. The histidine phosphatase superfamily: structure and function / D. J. Rigden // Biochem J. - 2008. - V. 409(2). - P. 333-348.

93. Rodriguez, E. Expression of the Aspergillus fumigates phytase gene in Pichia pastoris and characterization of the recombinant enzyme / E. Rodriguez, E.J. Mullaney, X.G. Ley // Biochemical and Biophysical Research Communications. -2000a. - V.268. - P. 373-378.

94. Sajidan, A. Molecular and physiological characterisation of a 3-phytase from soil bacterium Klebsiella sp. ASR1 / A. Sajidan, A. Farouk, R. Greiner, P. Jungblut, E.-C. Muller, R. Borriss // Appl. Microbiol. Biotechnol. - 2004. - V. 65. - P. 110-118.

95. Sambrook, J. Molecular Cloning: A Laboratory Manual, 2nd ed./ J. Sambrook, E.F. Fritsch, T. Maniatis// Cold Spring Harbor Laboratory Press. New York: Cold Spring Harbor. - 1989.

96. Sandberg, A.S. HPLC method for determination of inositol tri-, tetra-, penta-, hexaphosphates in foods and intestinal contents/ A.S. Sandberg, R. Ahderinne// J Food Sci. - 1986. - V.51. - P.547-550.

97. Sasirekha, B. Optimization and partial purification of extracellular phytase from Pseudomonas aeruginosa p6/ B. Sasirekha, T. Bedashree, K.L. Champa// Euro. J. Exp. Bi. - 2012. - V.2. - №1. - P.95-104

98. Scott J.J. A Calcium-Activated Phytase from Pollen of Lilium longiflorum/ J.J. Scott, F.A. Loewus// Plant Physiol. - 1986. - V. 82. - №1. - P. 333-335.

99. Shah, V. Phytase from Klebsiella Sp. No. PG-2: purification and properties / V. Shah, L.J. Parekh // Indian J Biochem Biophys. - 1990. - V.27. - №2. - P.98-102.

100. Shamsuddin, M. IP6 and Inositol in cancer prevention and therapy / M. Shamsuddin, I. Vucenik // Current Cancer Therapy Reviews. - 2005. - V.l. -P.259-269.

101. Shimizu, M. Purification and Characterization of Phytase from Bacillus subtilis (natto) N-77/ M. Shimizu// Biosei. Biotech. Biochem. - 1992. - V.56. №8. -P.1266-1269.

102. Shin, S. Design of Thermostable Beta-Propeller Phytases with Activity over a Broad Range of pHs and Their Overproduction by Pichia pastoris / S. Shin, A. Juan Gallegos-López, J. Gerardo Carreón-Treviño, M. Castillo-Galván, A. Rojo-Domínguez, M. Guerrero-Olazarán // Microbiology. - 2010. - V.76. - P. 64236430.

103. Shivange, A.V. Conformational dynamics of active site loop in Escherichia coli phytase / A.V. Shivange, U. Schwaneberg, D. Roccatano // Biopolymers. - 2010. - V.93. -№11. -P.994-1002.

104. Sihvonen, L.M. Strains of the cyanobacterial genera Calothrix and Rivularia isolated from the Baltic Sea display cryptic diversity and are distantly related to Gloeotrichia and Tolypothrix / L.M. Sihvonen, C. Lyra, D.P. Fewer, P. Rajaniemi-Wacklin, J.M. Lehtimaki, M. Wahlsten, K. Sivonen// FEMS Microbiol Ecol. - 2007. - V.61. - №1. - P.74-84.

105. Simon, O. In vitro properties of phytases from various microbial origins / O. Simon, F. Igbasan // Internationl Journal of Food Science and Technology. -2002. -V.37. -P. 813-822.

106. Skoglund, E. High-Performance Chromatographic Separation of Inositol Phosphate Isomers on Strong Anion Exchange Columns/ E. Skoglund, N.-G.

Carlsson, A.-S. Sandberg// J. Agric. Food Chem. - 1998. -V.46. - №5. - P. 18771882.

107. Suzuki, U. Ueber ein Enzym 'Phytase' das 'Anhydro-oxy-methylen diphosphorsaure' spaltet / U. Suzuki, M. Takaishi // Tokyo Imperial University College of Agriculture Bulletin. - 1907. - V.7. - P.503-512.

108. Touati E. The structure of the promoter and amino terminal region of the pH 2.5 acid phosphatase structural gene (appA) of E. coli: a negative control of transcription mediated by cyclic AMP/ E. Touati, A. Danchin// Biochimie. -1987. - V.69. - №3. - P. 215-221.

109. Tran, T.T. The roles of acidifiers in solid dispersions and physical mixtures/ T.T. Tran, P.H. Tran, H.G. Choi, H.K. Han, B.J. Lee// Int J Pharm. - 2010. - V.384. -P.60-66.

110. Tsfasman, I.M. Intracellular glucosaminidase of the bacterium Xanthomonas campestris IBPM B-124: purification and properties/ I.M. Tsfasman, O.A. Stepnaya, N.V. Bazhanova, I.S. Kulaev// Biochemistry (Mose). - 2000. - V.65. -№9. P.1036-1040.

111. Volkmann, S.K. Excess polymorphisms in genes for membrane proteins in Plasmodium falciparum/ S.K. Volkman, D.L. Hartl, D.F. Wirth, K.M. Nielsen, M. Choi, S. Batalov, Y. Zhou, D. Plouffe, K.G. Le Roch, R. Abagyan, E.A. Winzeler// Science. - 2002. - V.298. - №5591. - P.216-218.

112. Vucenik, I. Cancer inhibition by inositol hexaphosphate (IP6) and inositol: from laboratory to clinic/ I. Vucenik, A.M. Shamsuddin// J Nutr. - 2003. - V.133. -№11.- P.3778-3784.

113. Winn, R. Koneman's Color Atlas and Textbook of Diagnostic Microbiology / W. Winn, L. Williams & Wilkins // Textbook. - 2006. - V.6.

114. Wyss, M. Biochemical characterization of fungal phytases (myo-inositol hexakisphosphate phosphohydrolases)/ M. Wyss, R. Brugger, A. Kronenberger, R. Remy, R. Fimbel, G. Oesterhelt, M. Lehmann, A.P. van Loon// Appl Environ Microbiol. - 1999. - V.65. - №2. - P.359-373.

115. Yanke, L.J. Phytase activity of anaerobic ruminal bacteria / L.J. Yanke, H.D. Bae, L.B. Selinger, K.J. Cheng // Microbiology. - 1998. - V.144. - P.1565-1573.

116. Yoona, S. J. Isolation and identification of phytase-producing bacterium, Enterobacter sp. 4, and enzymatic properties of phytase enzyme / S.J. Yoona, Y.J. Choia, H.K. Mina, K.K. Choa, J.W. Kimb, S.C. Leeb, Y.H. Jungb // Enzyme and Microbial Technology. - 1996. - V.18. - №6. - P.449-454.

117. Youn-Je Park. Expression, characterization and antifungal activity of phytase from Bacillus subtilis TS 16-111 / Youn-Je Park // Graduate School of Seoul National University. - 2003. - V.209.

118. Zamusio, M. Regulation of Raoultella terrigena comb.nov. phytase expression/ M. Zamudio, A. González, F. Bastarrachea// Can J Microbiol. - 2002. - V.48. -№1. - P. 71-81.

119. Zhang, G.Q. Purification, characterization, and cloning of a novel phytase with low pH optimum and strong proteolysis resistance from Aspergillus ficuum NTG-23/ G.Q. Zhang, X.F. Dong, Z.H. Wang, Q. Zhang, H.X. Wang, J.M. Tong// Bioresour Technol. - 2010. - V. 101. № 11. - P.4125-4131.

Обратите внимание, представленные выше научные тексты размещены для ознакомления и получены посредством распознавания оригинальных текстов диссертаций (OCR). В связи с чем, в них могут содержаться ошибки, связанные с несовершенством алгоритмов распознавания. В PDF файлах диссертаций и авторефератов, которые мы доставляем, подобных ошибок нет.