BioScience Blog – Научный Биологический блог

Cry белки параспоральных кристаллов различных подвидов энтомопатогенной бактерии Bacillusthuringiensis— высокоспецифичные токсины личинок ряда беспозвоночных. Гены таких белков введены в состав многих сельскохозяйственных растений для защиты последних от насекомых-вредителей. Кроме того, Cry белки полифункциональны,   так   как   проявляют   антимикробную   активность. Причём, множественное проявление активности Cry белков осуществляется с помощью различающихся механизмов. Наряду с Cry белками кристаллы нескольких подвидов В. thuringiensisсодержат и Cyt белки, оказывающие неспецифический инсектицидный и антимикробный эффект, а также влияющие на проявление активности Cry белков. Полифункциональными являются и лизоцимы, которые не только гидролизуют пептидогликан бактериальных клеток, но и разрушают цитоплазматическую мембрану, используя для этого уникальный, пока не изученный механизм. Причём, цитолитический эффект лизоцимов сохраняется даже после потери их ферментативной активности. Таким образом, сравнительное изучение антимикробного действия вышеуказанных белков важно для углубленного понимания как механизмов их активности, так и экологической роли в биоценозах. В работе использовали рекомбинантный лизоцим и его фрагменты, любезно предоставленные проф. И.П. Басковой. Хроматографически очистили с помощью в.н.с. ВНИИ Генетика И.А. Залунина белки CrylAb, СгуЗА, Cry9A, CryllA и Cyt 1A из параспоральных кристаллов В. thuringiensissspp. alesti, tenebrionis, galleriae, israelensis, соответственно, а также некоторые фрагменты этих белков, выделенные после их гидролиза трипсином, субтилизином. Проводили работу также с некоторыми мутантами Сгу9А. Среди применённых методов исследования использовали флуоресцентные красители и разные виды электронной микроскопии. Сравнивали антимикробное действие исследуемых белков на ряд грамположительных и грамотрицательных бактерий, например, на представителей родов Streptomyces, Micrococcus, Rhizobium, Azotobacter, а также на термофильные уникальные бактерии: грамположительные Carboxydocellathermoautotrophica, Thermincolacarboxydophilaи грамотрицательную Thermosinuscarboxydovorans. Особый интерес представляет влияние исследуемых белков на анаэробные археи Methanosarcinabarken, имеющие уникальные клеточные оболочки. Было показано, что один из фрагментов CrylAb, полученный с помощью триптического гидролиза, проявляет значительно больший антибактериальный эффект, чем исходный токсин. Величины антимикробных активностей Cry и Cyt белков и ряда их фрагментов обычно ниже, чем лизоцима, хотя спектр антимикробного действия последнего более узкий. Среди трёх фрагментов лизоцима две его альфа-спирали оказывали антимикробный эффект, но более слабый, чем исходная молекула. Полученные данные выявили отличия влияния ряда изучаемых белков и их фрагментов на микроорганизмы с различными клеточными оболочками и дали возможность сделать предположение, что разрушение цитоплазматических мембран прокариот под влиянием белков параспоральных кристаллов В. thuringiensisи лизоцима имеет ряд характерных особенностей.