Zymomonas mobilis elpošanas ķēdes citohroma bc1 negatīvā mutanta konstruēšana un tā elektronu transporta ķēdes un fizioloģijas analīze.

Abstract

Lai izprastu fakultatīvi anaerobās, Gram-negatīvās, etanolu producējošās baktērijas Zymomonas mobilis elpošanas ķēdes struktūru, pētījām tās bc1 atzara funkcijas, konstruējot b citohromus saturošās subvienības „knock-out” mutantu. Tika pētīta aerācijas ietekme uz mutanta un izejas celma membrānas elektronu transporta oksidāzēm. Citohroma b subvienības gēna inaktivēšanas rezultātā Zymomonas mobilis celma vezikulās, kuras iegūtas no mikroaerofīli audzētām mutanta šūnām, novērojām NADH un NADPH dehidrogenāžu aktivitāšu samazināšanos tuvu nullei. Arī ūdeņraža peroksīda ģenerēšanas mērījumi mikroaerofīli audzētām šūnām parādīja, ka, mutanta celmam, salīdzinājumā ar izejas celmu Zm6, ir pastiprināta H2O2 veidošanās uz pazeminātas katalāzes aktivitātes fona. Salīdzinot izejas un mutanta celma aerobi audzēto šūnu periodiskās kultūras, elpošanas cianīdrezistenci, aerobo ATF sintēzi, kā arī aerobi audzētu šūnu elpošanu, konstatējām, ka mutanta celmam nebija būtisku atšķirību no izejas celma. Uz līdzšinējo zināšanu bāzes par Zymomonas mobilis elpošanas ķēdes uzbūvi, var pieņemt, ka aerobas vides apstākļos abiem celmiem dominē elektronu transports uz elpošanas ķēdēs bd atzaru.

In order to understand the structure of respiratory chain of facultatively anaerobic Gram - negative ethanol producing bacterium Zymomonas mobilis construction of a “knock – out” mutant of the cytochrome b subunit and analysis of the electron transport chain was carried out. Influence of aeration on the membrane electron transport oxidases was studied. As the result of inactivization of cytochrome b subunit gene in Zymomonas mobilis strain vesicles which were extracted from microaerofeel grown mutant cells, the reduction close to 0 of NADH and NADPH dehydrogenises activities was observed. Also, the measurements of hydrogen peroxide in microaerophylically grown cells show that mutant strain has an intensified H2O2 generation against a decreased background of catalase activity, as compared to the parent strain Zm6. If we compare aerobic batch cultivations, cyanide resistance of respiration, ATP synthesis, as well as respiration rates of non-growing cell suspensions, it is observed that mutant strain has no differences from the parent strain. According to our present knowledge of Zymomonas mobilis respiratory chain structure, it can be presumed that in aerobic environment electron transport to the respiratory chain bd branch dominates in both strains.