Сидерофоры

Микробиологический синтез веществ, хела-тирующих железо (сидерофоров). Есть надежда, что удастся получить штаммы микроорганизмов, подавляющие рост фитопатогенов. [c.306]

Многие химикаты, использующиеся для борьбы с фитопатогенами, представляют опасность для животных и человека они накапливаются в природных экосистемах и долго сохраняются в них. Поэтому было бы целесообразно заменить химические способы подавления патогенных микроорганизмов биологическими, более благоприятными для среды. Один из биологических подходов к контролю фитопатогенов заключается в создании трансгенных растений, устойчивых к одному или нескольким патогенным микроорганизмам (этот подход обсуждается в гл. 18). Были также предприняты попытки использовать в качестве инструмента биоконтроля бактерии, стимулирующие рост растений. Такие бактерии синтезируют соединения, которые можно использовать для уменьшения ущерба, наносимого растениям фитопатогенами. В их числе - сидерофоры и антибиотики, а также различные ферменты. Впрочем, несмотря на всю перспективность этого подхода, почти все исследования пока проводились в лабораторных условиях, ростовых камерах или в оранжереях. Окончательный же вывод о пользе той или иной стратегии, основанной на использовании како-го-то конкретного механизма, можно будет сделать только после полевых испытаний. [c.321]

Железо - один из наиболее распространенных на Земле элементов, абсолютно необходимых живым организмам. Однако в той форме, в какой железо присутствует в почве, оно не может прямо использоваться микроорганизмами. Дело в том, что его преобладающей природной формой являются трехвалентные ионы. Их растворимость очень мала — при pH 7,4 она равна примерно 10 М, и этого количества абсолютно недостаточно для поддержания роста микроорганизмов. Чтобы выжить в таких условиях, почвенные микроорганизмы синтезируют и секретируют небольшие низкомолекулярные железосвязывающие соединения мол. массой примерно 400—1000 Да, известные под названием сидерофоров (рис. 14.8). Они эффективно связывают Ре(Ш) и транспортируют его к клеткам микроорганизмов, где оно связывается с клеточными рецепторами и попадает внутрь клеток. Здесь железо высвобождается и может использоваться микроорганизмом. [c.321]

Бактерии, стимулирующие рост растений, подавляют пролиферацию фитопатогенных грибов, синтезируя сидерофоры, которые связывают большую часть Ре(Ш), находящегося в слое почвы, непосредственно прилегающем к корню растения (в ризосфере). Фитопатогенные грибы тоже синтезируют сидерофоры, но они обычно обладают более низким сродством к железу, чем сидерофоры, синтезируемые стимулирующими рост растений бактериями. Это позволяет последним одерживать верх в конкурентной борьбе с фитопатогенными грибами за имеющееся железо. [c.321]

В отличие от фитопатогенньгх микроорганизмов, растения, как правило, не страдают от локального истощения железа в почве в результате поглощения его бактериями, стимулирующими рост растений. Больщинство растений могут расти при значительно меньших концентрациях железа, чем микроорганизмы. Кроме того, есть данные, что железо, связанное бактериальными сидерофорами, может ассимилироваться растениями и использоваться ими для своих нужд. [c.321]

Поскольку связывание железа бактериальными сидерофорами может одновременно приводить к подавлению пролиферации самых [c.321]

Многие стимулирующие рост растений флуоресцирующие псевдомонады секретируют си-дерофор, представляющий собой линейный гексапептид, который состоит из чередующихся L-и D-аминокислот и связанного флуоресцентного хромофора (рис. 14.8). Один из таких сидерофоров, так называемый псевдобактин, обладает сродством к Fe(III) s 10 л моль . Сходные сидерофоры синтезируют все флуоресцирующие псевдомонады. [c.322]

Бактерии, стимулирующие рост растений, оказывают свое действие несколькими способами 1) фиксируют атмосферный азот, который затем используется растением 2) синтезируют сидерофоры, которые солюбилизируют и связывают железо из почвы и обеспечивают им растительные клетки 3) синтезируют фитогормоны, ускоряющие разные стадии роста 4) солюбилизируют минеральные вещества (такие, как фосфор), которые затем используются растением 5) синтезируют ферменты, способные регулировать уровень растительных гормонов. Каждая бактерия, стимулирующая рост растений, может использовать один или несколько из этих механизмов. [c.326]

Для поглощения железа из почвы некоторые растения используют бактериальные комплексы железо—сидерофор без этого их рост в больщинстве случаев был бы сильно замедлен. Однако, несмотря на то что бактериальные сидерофоры несомненно вносят вклад в питание растений и, следовательно, в их рост, этот эффект, как правило, не очень велик. [c.326]

К производным полиаминов принадлежит еще один тип интересных по функции природных соединений, именуемых сидерофорами. Так называют метаболиты, способные образовывать прочные комплексы с ионами железа. Последнее абсолютно необходимо всем живым организмам, так как ион Fe2+ входит в состав ключевых ферментов основного метаболизма. Функция [c.436]

Опосредованная стимуляция роста растений бактериями состоит в защите растений от повреждений, вызываемых фитопатогенными грибами или бактериями. Такая защита осуществляется при участии специфических соединений, синтезируемых бактериями, которые стимулируют рост растений сидерофоров, антибиотиков, других малых молекул и различных ферментов. Некоторые другие продукты синтеза, в частности фитогормоны и АЦК-дезаминаза, влияют на рост растений непосредственно. Есть надежда, что когда-нибудь гены биосинтеза всех перечисленных соединений можно будет использовать для создания бактерий - более эффективных стимуляторов роста растений. [c.328]

Благодаря своей нетребовательности псевдомонады встречаются повсеместно в почве, водоемах, сточных водах и в воздухе. Если оставить открытой питательную среду, содержащую минеральные соли и органические кислоты или сахара, то псевдомонады обычно заселяют ее первыми. Часто их можно обнаружить по вьщеляемым водорастворимым пигментам, таким, например, как сине-зеленое производное феназина-пиоцианин, а также производные птерина с желто-зеленой флуоресценцией. Некоторые из выделяемых флуоресцирующих пигментов играют роль сидерофоров (разд. 7.7). [c.104]

Что такое сидерофоры Каким образом, модифицируя гены сидерофоров, можно повысить способность бактерий стимулировать рост растений [c.330]

Предложите схему идентификации генов биосинтеза сидерофоров. [c.330]

Сидерофор (Siderophore) Низкомолекулярное вещество, эффективно связывающее железо. Синтезируется многими почвенными микроорганизмами, обеспечивая их железом, которое затем поставляется растениям, находящимся с этими микроорганизмами в симбиотических отнощениях. [c.560]

Транспорт железа. Для транспорта этого макроэлемента микробная клетка обладает специальным механизмом. В анаэробных условиях железо представлено двухвалентным ионом (Ке " ), и его концентрация может достигать 10 М/л, так что она не лимитирует рост микроорганизмов. Однако в аэробных условиях при pH 7,0 железо представлено в виде гидроксидного комплекса Ре , который почти нерастворим концентрация ионов трехвалентного железа составляет всего лишь 10 " М/л. Неудивительно поэтому, что микроорганизмы выделяют вещества, переводящие железо в растворимую форму. Эти вещества-так называемые сидерофоры-связывают ионы Ре в комплекс и в таком виде транспортируют его речь идет в основном о низкомолекулярных водорастворимых веществах (с мол. массой меньше 1500), связывающих железо координационными связями с высокой специфичностью и высоким сродством (константа устойчивости порядка 10 ). По своей химической природе это могут быть феноляты или гидроксаматы. К первым относится энтерохелин он обладает шестью фенольными гидрокси-группами, и его выделяют некоторые энтеробактерии. Выйдя в окружающую среду, он связывает железо, и образовавшийся ферри-энтеро-хелин поглощается клеткой. В клетке железо освобождается в результате ферментативного гидролиза ферри-энтерохелина (рис. 7,21). [c.261]

Рнс. 7.21. Примеры механизмов переноса железа в клетки микроорганизмов с участием сидерофоров. Вверху-система транспорта с помощью энтерохелина, свойственная многим бактериям вннзу-феррихромная система, имеющаяся у многих грибов. [c.262]

Микроорганизмы обычно выделяют сидерофоры в питательную среду только тогда, когда железо лимитирует рост. Выделение сидерофоров-следствие дерепрессии их синтеза. В присутствии растворенного, комплексно связанного железа сидерофоры синтезируются лишь в малых количествах и удерживаются в клеточной стенке. В этих уело-ВИЯХ они служат только для транспорта железа в клетку. [c.262]

Смешанные популяции почвенных бактерий в анаэробных условиях восстанавливают ионы Fe(III) до Fe(II). Если в среде помимо Fe(III) присутствуют также ионы нитрата и нитрита, то сначала восстанавливаются они (до нитрита и Nj, денитрификация) и лишь после этого-ионы Fe(III). Предполагают, что перенос электронов на трехвалентное железо осуществляет нитратредуктаза А. Поскольку восстановление нитрата сопряжено с окислительным фосфорилированием, не исключено, что и восстановление Ре(1П) может использоваться в процессе анаэробного дыхания . Окислительно-восстановительный потенциал E , который для пары Fe /Fe равен + 770 мВ, делает такую реакцию термодинамически возможной. Поскольку оксиды трехвалентного железа практиче-ски нерастворимы в воде, они сначала должны быть переведены в растворимую форму, способную проникать внутрь бактериальных клеток. Это, вероятно, осуществляется с помощью сидерофоров. Неудивительно, что в таких условиях наблюдается лишь медленный и незначительный рост бактерий. [c.324]

Корневые выделения влияют на миграцию различных элементов. Они содержат хелаты (сидерофоры), способствующие растворению плохо растворимых фосфатов, соединений микроэлементов (железа и других металлов). В результате образования комплексов полисахаридов с тяжелыми металлами подвижность последних может уменьшиться. [c.151]

Смотреть страницы где упоминается термин Сидерофоры: [c.321] [c.322] [c.322] [c.322] [c.120] [c.121] [c.122] [c.437] [c.437] [c.580] [c.625] [c.63] [c.261] [c.103] [c.140] [c.278] [c.95] [c.466] [c.18] [c.18] [c.19] [c.20]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология