BioScience Blog – Научный Биологический блог

Внеклеточная эндонуклеаза (К.Ф. 3.1.30.2) грамотрицательных бактерий S. marcescens(Sma nuc) является наиболее изученным ферментом в ряду бактериальных нуклеаз с широкой специфичностью. Несмотря на значительный прогресс в исследовании эндонуклеазы, сведений о механизмах регуляции биосинтеза данного фермента недостаточно. Известно, что секреция нуклеазы в окружающую среду обычно происходит в стационарной фазе роста бактерий. Биосинтез эндонуклеазы увеличивается при SOS – ответе клеток на повреждение ДНК и блокирование ее репликации. При ингибировании биосинтеза пуринов происходит угнетение роста бактерий и смещение пика активности внеклеточной эндонуклеазы из стационарной фазы в экспоненциальную. Кроме этого секреция эндонуклеазы в окружающую среду происходит сразу же в ответ на блокирование. Вместе с тем данных о биосинтезе эндонуклеазы в ответ на блокирование биосинтеза пуринов нет. Для исследования биосинтеза эндонуклеазы в ответ на блокирование биосинтеза пуринов мы анализировали динамику роста микробной популяции и секреции внутриклеточной (в периплазму) и внеклеточной (в культуральную жидкость) эндонуклеазы S.marcescensW1050 в присутствии и в отсутствие 0,1% 2-(пара-аминобензолсульфамидо)-тиазола (2ПАБСТ). Показано, что в присутствии 0,1% 2ПАБСТ происходило подавление роста микробной популяции в целом. Продолжительность адаптационной и экспоненциальной фаз увеличивалась в 2-3 раза. Максимальное накопление внеклеточной эндонуклеазы наблюдали в конце экспоненциальной, а внутриклеточной – в конце стационарной фазы, что отличалось от динамики накопления фермента в отсутствие 2ПАБСТ, когда максимальное накопление внутри – и внеклеточной эндонуклеазы наблюдали в середине стационарной фазы роста и развития микробной популяции. Отличительной особенностью биосинтеза эндонуклеазы в условиях блокирования пуринов служило повышение уровня внеклеточного фермента в адаптационной фазе, то есть вслед за добавлением 2ПАБСТ. Сравнительный анализ показал, что блокирование биосинтеза пуринов сочеталось с увеличением биосинтез эндонуклеазы. За 36 часов роста и развития микробной популяции в присутствии 2ПАБСТ было синтезировано примерно в 1,6 раза больше эндонуклеазы, чем в отсутствие 2ПАБСТ. Соответственно возрастала и продуктивность культуры по эндонуклеазе, примерно 2,7 раза. Таким образом, показано, что в результате подавления биосинтеза пуринов с помощью 2-ПАБСТ происходит качественное и количественное изменение динамики роста и развития S. marcescensW1050, сопряженное с увеличением биосинтеза и продукции фермента, а также с перераспределением эндонуклеазы между периплазмой и культуральной средой.