Введение к работе
Актуальность темыг Последние десятилетия развития зируссло-: ;:;і сопровождались большими успехами в области исследований раз-д;г;:!ых процессе^ и механизмов, обеспечивавших репродукцию вирусов и бактериофагов. Так установлено, что после проникновения вирусного г»нома в клетку-хозяина возникает качественно новат биологическая система, Функциональная организащія которой слагается взаимо-Л'.-й:.т!-ие.м вирусных и клеточных функций. Вирусы з подавляющем своем ccxL y.ihct >„ состоят из нуклеиновой кислоты и белков, "*" ""2^.:+ на мысль, о высокой ^""frrr:: «,-»>:/« """-""ст::^,, я *>»№),r.:rzzz *> w"1" """Г"—, иіін^^п - "^z.^nwrn Ерсмя практически не известно, какие молекулярные механизмы лежат в основе активации метаболических путей и отдельньк ферментных систем, участвующих в сіштезе столь значительного набора субстратов, кофакторов, активаторов и эффекторов, использующихся в биосинтезе предшественников вирусспе-циФических компонентов. И как следствие, в мировой литературе до сих пор не существует обобщающих сводок о физиологии, биохимии и энергетике вирусных инфекций, о механизмах вирусиндуцировачной ре-гуляїгни ключевых Ферментов метаболических путей, прямо иди опосредованно связанных с синтезом вирусспецифических нуклеиновых кислот л белков. Успех з решении поставленных задач во многом определяется выбором объекта исследований. Система цианофаг-цианобактерия может оказаться ценной в расшифровке механизмов реализации генети-;" сой информации ЛНК-геномных вирусов.
Исследование роли некоторых метаболических путей и компоненте- Фотосистем в репродукции цианофагов, выполненное проф. М.И. 'іліллулем, пооьолило в общем виде сформулировать стратегию функционирования генома пиансфога на ранних этапах инфекции. Речь идет с .-;; м--нно ьаадом факторе инфекции - формировании de novo дополь--,<: л; ;-,ы>. м-ханпемоь, способствующих образованию соответствующегс пула субстратов, кофакторов, коферментов, эффекторов и повышении, восстановительной силы системы вирус-клетка.
Установлено, что по мере развития цианофаговой инфекции ,п'у~рикл*тачкал протеолитическая активность цианобактерий сущест-г.>-кно и:-.меняется, коррелируя с уровнем аминокислотного пула и со-Л-'.-р.'ючни-м пептидов (Колтукова и др., 1993). Это говорит о том, что на ранних этапах инфекции в системе цианофаг-цианобактерия формируются принципиально новые, функционально отличающиеся от существующих з не зараженной клетке механизмы регуляции потока метаболитов, основным назначением которых является обеспечение синтеза ви-
русспецифических компонентов. Поэтому исследования, посвященные изучению особенностей аминокислотного обмена в инфицированной циа-нофагоы клетках Anabaena variabilis представляют большой научный и практический интерес и несомненно актуальны.
Дель и задачи исследования. Целью настоящей работы явилось изучение влияния репродукции цианофага А-1 на метаболизм аминокислот в клетках цианобактерий Anabaena variabilis. Достижение поставленной цели потребовало решения следующих задач:
изучить компонентный состав и активность протеолитических ферментов в системе цианофаг-цианобактерия в ранний период развития вирусной инфекции;
определить состав аминокислотного пула в зависимости от стадии развития цианофага А-1 в клетках A. variabilis;
изучить активность ключевых ферментов биосинтеза аминокислот аспартатного и глутаматного ряда;
выделить и очистить из клеток Anabaena variabilis на ранних стадиях развития цианофага А-1 ферменты с аспартаткиназной активностью и исследовать их ретроингибирование.
Научная новизна. Впервые установлено наличие протеиназ в составе цианофагов и существование нескольких вирусспецифических протеиназ в ранний период развития инфекции. Получены подтверждения активации ключевых ферментов биосинтеза аминокислот de novo (глутаминсинтетазы, аланиндегидрогеназы. аспартаткиназы) и одного из возможных механизмов их вирусспецифической модификации путем снятия эффекта ретроингибирования.
Практическая ценность. В связи с развитием фотобиотехнологии наметилась реальная переспектива использования цианобактерий в качестве дешевого источника для. получения различных метаболических ферментов, включая и протеиназы. 'Поэтому очистка и первичная характеристика свойств внутриклеточных протеиназ одного из широко распространенных в природных-водоемах видов сине-зеленых микроводорослей - A.variabilis, представляет несомненный практический интерес.
Апробация работы. Результаты исследований обсуждались на конкурсах работ секции молекулярной биологии и биохимии Института микробиологии и вирусологии им. Заболотного АН Украины (Киев,1991; 1992), IV Украинском биохимическом (Киев.1992), I (VIII) Украинском микробиологическом съезде (Одесса, 1993).
Публикации. Основные положения диссертационной работы опуб-
ликованы в 9 печатных работах. Выражаю глубокую благодарность кандидату билсгических наук Н.в. Колтуковой и Т.Г. Лысенко за оказанную гинеях при выполнении диссертационной работы.
Структура и объем диссертации. Диссертация изложена на 128 страницах машинописного текста и содержит 26 рисунков и 10 таб-лйп . Еиблисгрг4<ил включает 105 наименований (из них 34 отечест-ьчішіл авторов и ?1 -иностранных). Диссертация состой? из введении, обзора литературы, материалов и методов, результатов исглв-дований. г/іг'"»»'1""- -;;-/іі.доіиь. иммпим» « c*!:ta ~і.»еуагурн,