CC BY
29
О. А. Потапова и др. Особенности структуры липополисахаридов Аго5рю!1ит геае УДК 579.835: 577.111
ОСОБЕННОСТИ СТРУКТУРЫ ЛИПОПОЛИСАХАРИДОВ АМБРтИ-ШМ 1ЕАЕ И АЮвРтОШМ РОЯМОЗЕЫЭЕ
О. А. Потапова, Е. Н. Сигида, С. А. Коннова
Потапова Оксана Александровна, студентка кафедры биохимии и биофизики, Саратовский национальный исследовательский государственный университет имени Н. Г. Чернышевского. E-mail: [email protected]
Сигида Елена Николаевна, научный сотрудник лаборатории биохимии, Институт биохимии и физиологии растений и микроорганизмов РАН (Саратов), кандидат биологических наук. E-mail: [email protected]
Коннова Светлана Анатольевна, заведующий кафедрой биохимии и биофизики, Саратовский национальный исследовательский государственный университет имени Н. Г. Чернышевского; ведущий научный сотрудник лаборатории биохимии, Институт биохимии и физиологии растений и микроорганизмов РАН (Саратов), профессор, доктор биологических наук. E-mail: konnova@ yandex.ru
Выделены и охарактеризованы липополисахариды (ЛПС) клеток Azospirillum zeae и A. formosense. Показано преобладание в составе ЛПС S-форм молекул и наличие О-связанных 3-ги-дрокситетрадекановой, гекса- и октадеценовой ЖК и N - связанной 3-гидроксигексадекановой ЖК в составе их липидов А. Проведена оценка гетерогенности ЛПС в ДСН-ПААГ ЭФ. Ключевые слова: Azospirillum, липополисахарид.
DOI: 10.18500/1816-9775-2017-17-3-335-336
Азоспириллы являются ризосферными сво-бодноживущими диазобактериями (PGPR - plant growth-promoting rhizobacteria), вступающими в ассоциативный симбиоз с различными растениями [1]. Липополисахариды, гликополимеры внешней мембраны клеточной стенки бактерий непосредственно вовлечены в образование растительно-микробных ассоциаций [2]. На данный момент классифицировано 18 видов азоспи-рилл, среди них мало исследованы A. zeae и A. formosense как нет сведений и о структуре ЛПС этих бактерий, чему и посвящено настоящее исследование.
Материалы и методы
Бактерии A. zeae (IBPPM 550) и A. formosense (IBPPM 579) были предоставлены коллекцией ризосферных микроорганизмов ИБФРМ РАН. Условия культивирования микроорганизмов и освобождения от капсулы представлены ранее [2]. ЛПС выделяли из сухих бактериальных клеток экстракцией горячим
45%-ным раствором фенола. Примеси белков осаждали 40%-ным ТХУ при pH 2,7.
Содержание углеводов, 2-кето-3-дезокси-октоновой кислоты (КДО), фосфора, определяли колориметрическими методами, описанными в работе [2].
Электрофорез (ЭФ) проводили в 15%-ном ДСН-ПААГ, окрашивали нитратом серебра.
Состав и соотношение жирных кислот (ЖК) липида А анализировали методом ГЖХ метиловых эфиров ЖК.
О-дезацилирование ЛПС проводили в 12%-ном растворе NH4OH при 37°С в течение 16 ч. Модифицированную форму ЛПС выделяли хроматографией на колонке с гелем TSK HW-40 («Merck», Германия) в 1%-ной CH3COOH.
Результаты и их обсуждение
Анализ биополимерного состава ЛПС показал высокое содержание углеводов (в ЛПС A.zeae 75,6±5,9%, а в ЛПС A. formosense 64,9±2,5%), что согласуется с данными ЭФ, а также показано наличие КДО и фосфора. Содержание КДО в ЛПС было менее 2% (ЛПС A.zeae 1,5±0,1%, ЛПС A. formosense 1,7±0,1%). Фосфор был обнаружен в ЛПС A. zeae (4,9±0,9%), а в ЛПС A. formosense его содержание было менее 1%. Наличие КДО доказывает принадлежность выделенных гли-кополимеров к ЛПС. ЭФ показал преобладание S-форм молекул ЛПС.
В липидах А идентифицированы ЖК (в % соответственно для A. zeae и A. formosense): 3-гидрокситетрадекановая (63 и 51), 3-гидрок-сигексадекановая (28 и 23), октадеценовая (4 и 23), гексадеценовая (3 и 1) и гексадекановая (2 у обоих штаммов), характерные для рода Azospirillum.
При О-дезацилировании ЛПС A. zeae по результатам ГЖХ содержание 3-гидроксите-традекановой, гекса- и октадеценовой кислот стало значительно ниже, следовательно, они являются О-связанными. Содержание 3-ги-дроксигексадекановой кислоты повысилось, из чего следует, что она является N-связанной. Охарактеризована гетерогенность препаратов ЛПС методом ЭФ.
© Потапова О. А., Спгпда Е. Н., Коннова С. А., 2017
Изв. Сарат. ун-та. Нов. сер. Сер. Химия. Биология. Экология. 2017. Т. 17, вып. 3
Список литературы
1. Pérez-Montano F., Alias-Villegas C., Bellogin R. A., Cerro P. del, Espuny M. R., Jiménez-Guerrero I., Lopez-Baena F. J., Ollero F. J., Cubo T. Plant growth promotion in cereal and leguminous agricultural important plants: From microorganism capacities to crop production // Microbiol. Res. 2014. Vol. 169. P. 325-336.
2. Konnova S. A., Makarov O. E., Skvortsov I. M., Igna-tov V. V. Isolation, fractionation and some properties of polysaccharides produced in a bound form by Azo-spirillum brasilense and their possible involvement in Azospirillum-wheat root interactions // FEMS Microbiol. Lett. 1994. Vol. 118. P. 93-100.
Peculiarities of the Structure of Azospirillum zeae
and Azospirillum formosense Lipopolysaccharides
O. A. Potapova, E. N. Sigida, S. A. Konnova
Oksana A. Potapova, Saratov State University, 83, Astrakhanskaya
Str., Saratov, 410012, Russia, [email protected]
Elena N. Sigida, Institute of Biochemistry and Physiology of Plants and Microorganisms, Russian Academy of Sciences, 13, Prospekt Entuziastov, Saratov, 410049, Russia, [email protected]
Svetlana A. Konnova, Saratov State University, 83, Astrakhanskaya Str., Saratov, 410012, Russia; Institute of Biochemistry and Physiology of Plants and Microorganisms, Russian Academy of Sciences, 13, Prospekt Entuziastov, Saratov, 410049, Russia, Konnovasa@ yandex.ru
Lipopolysaccharides (LPS) of plant-growth-promoting bacteria of the genus Azospirillum are involved in the initial steps of formation of the association with host plant. This work aimed compositional analysis of the LPS from Azospirillum zeae and Azospirillum formosense. The LPS were extracted from the cells by hot phenol-water solution. Biopolymer composition of the LPS was studied by colorimetric methods. Determination of the fatty acid composition of the lipid A was performed by GLC. O-deacylation of the LPS A. zeae revealed that 3-hydroxyhexadecanoic acid is N-linked, whereas 3- hydroxytetradecanoic hexa- and octadecenoic acids are O-linked. Electrophoretic mobility of the LPS in SDS-PAGE was examined and predominance of the S-form LPS was revealed. Key words: Azospirillum, lipopolysaccharide.
Образец для цитирования:
Потапова О. А., Сигида Е. Н., Коннова С. А. Особенности структуры липополисахаридов Azospirillum zeae и Azospirillum formosense // Изв. Сарат. ун-та. Нов. сер. Сер. Химия. Биология. Экология. 2017. Т. 17, вып. 3. С. 335336. DOI: 10.18500/1816-9775-2017-17-3-335-336.
Cite this article as:
Potapova O. A., Sigida E. N., Konnova S. A. Peculiarities of the Structure of Azospirillum Zeae and Azospirillum Formosense Lipopolysaccharides. Izv. Saratov Univ. (N.S.), Ser. Chemistry. Biology. Ecology, 2017, vol. 17, iss. 3, pp. 335-336 (in Russian). DOI: 10.18500/1816-9775-2017-17-3-335-336.
336
Научный отдел
