На правах рукописи
Бреховских Александр Андреевич
Защитные механизмы автотрофной цианобактерии Nostoc muscorum от
токсического воздействия ионов кадмия
03.00.04 – биохимия
АВТОРЕФЕРАТ
диссертации на соискание ученой степени
кандидата биологических наук
Москва 2006
2
Работа выполнена в лаборатории фотобиохимии
Института биохимии им. А.Н.Баха РАН
Научный руководитель:
кандидат биологических наук О.Д. Бекасова
Официальные
оппоненты:
доктор биологических наук, профессор Н.В. Карапетян
доктор биологических наук Л.М. Герасименко
Ведущая организация:
Московский Государственный Университет
им. М.В Ломоносова,
биологический факультет
Защита диссертации состоится « 21 » марта 2006 г. в 14 часов на
заседании диссертационного совета К 002.247.01 по присуждению ученой
степени кандидата наук в Институте биохимии им. А.Н. Баха РАН по
адресу: 119071, Москва, Ленинский проспект, д. 33, корп. 2.
С диссертацией можно ознакомиться в Библиотеке биологической литературы
РАН по адресу: 119071, Москва, Ленинский проспект, д. 33, корп. 1.
Автореферат разослан « 10 » февраля 2006 г.
Ученый секретарь диссертационного совета
кандидат биологических наук
А.Ф. Орловский
3
Общая характеристика работы
Актуальность проблемы. Кадмий относится к группе самых опасных элементов, так
как способен нарушать многие физиологические и метаболические процессы путем
прямого ингибирования или активации, а также непрямым воздействием на регуляторные
механизмы, образуя прочные комплексы с аминокислотами и другими биомолекулами,
содержащими НS- и RS-группы, заменяя металлы в металлсодержащих ферментах.
Цианобактерии могут аккумулировать кадмий наряду с другими тяжелыми металлами
быстро и в больших количествах. Генетическая модификация цианобактерий усиливает
их устойчивость к токсичным элементам и способность аккумулировать тяжелые
металлы (Shi et al., 1998). Изучение конкретных видов, характеризующихся
устойчивостью к высоким концентрациям Cd2+, представляется актуальным как в
практическом, так и теоретическом аспектах. Практический интерес обусловлен
использованием цианобактерий, при разработке технологий осаждения и удаления
тяжелых металлов из промышленных стоков биоаккумуляцией - более эффективным и
дешевым способом удаления токсичных металлов из окружающей среды по сравнению с
физико-химическими методами. Теоретический интерес обусловлен обнаружением
способности у некоторых микроорганизмов, в том числе и N. muscorum, к биосинтезу
наночастиц CdS в процессе детоксикации ионов Cd2+. CdS – неорганический
полупроводник,
обладает
фотохимической
активностью
и
способен
фотосенсибилизировать биохимические окислительно-восстановительные реакции
(Красновский и др., 1979). К настоящему времени осуществлен ряд ферментативных
реакций, фотосенсибилизированных неорганическими полупроводниками, включая
сульфид кадмия (Никандров и др. 1994). С перспективой технического использования
созданы системы на основе гидрогеназы, сопряженной с CdS в качестве
фотосенсибилизатора, способные к выделению молекулярного водорода (Недолужко,
1998). Наночастицы со свойствами полупроводников находят широкое применение в
фотокатализе и других областях науки и техники благодаря уникальным фотофизическим
и химическим свойствам, которые зависят от размеров частиц (Бучаченко, 2003). С целью
получения наночастиц определенного размера и свойств развиваются методы их синтеза
и биосинтеза. Привлекательность фикобилиновых пигментов для стабилизации
наночастиц заключается в идентичности туннельных полостей в центре пигментных
молекул, что существенно для синтеза одноразмерных частиц, когда требуются очень
|
Защитные механизмы автотрофной цианобактерии Nostoc muscorum от токсического воздействия ионов кадмия