Моделирование полисахарид-полисахаридного взаимодействия в процессах агрегации бактерий Azospirillum brasilense Sp245 и адсорбции на корнях пшеницы тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 03.00.02, кандидат биологических наук Арефьева, Оксана Анатольевна

• Арефьева, Оксана Анатольевна
• кандидат биологических наук
• 2006

Оглавление диссертации кандидат биологических наук Арефьева, Оксана Анатольевна

ПЕРЕЧЕНЬ СОКРАЩЕНИЙ

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

1.1. Процессы агрегации бактерий рода Azospirillum и адсорбции на корнях растений

1.2. Структура липополисахарида бактерий рода Azospirillum

1.3. Межклеточные взаимодействия и участие в них липополисахаридов

1.4. Экспериментальное моделирование межклеточных взаимодействий

1.5. Молекулярное моделирование

1.5.1. Молекулярная механика и метод минимизации потенциальной энергии

1.5.2. Молекулярная динамика

1.5.3. Реализация расчетных методов в компьютерной программе HyperChem

ГЛАВА 2. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

2.1. Бактериальная культура

2.2. Растительная культура

2.3. Выделение липополисахаридов

2.4. Методика очистки препарата липополисахарида от белка

2.5. Методика приготовления липосом

2.6. Определение размеров ассоциатов липосом

2.7. Определение размеров липосом

2.8. Регистрация адсорбции липосом на корнях пшеницы

2.9. Определение концентрации метиленового синего в липосомах и экстрактах корней пшеницы

2.10. Оценка влияния Ы-ацетил-В-глюкозамина на адсорбцию экспериментальных моделей на корнях пшеницы

2.11. Методика выделения растительных полисахаридов

2.12. Приготовление гидрозоля наночастиц диоксида кремния

2.13. Регистрация адсорбции наночастиц на корнях пшеницы

2.14. Определение концентрации флуоресцеин-натрия в липосомах

2.15. Определение концентрации индолил-3-уксусной кислоты в липосомах

2.16. Методика определения длины колеоптилей

2.17. Измерение поверхностного натяжения

2.18. Статистический анализ

2.19. Принципы работы программного комплекса

HyperChem с учетом применения модифицированных методов

2.19.1. Алгоритм графического изображения молекулярных структур в коммерческой программе HyperChem

2.19.2. Алгоритм оптимизации геометрии молекулы и выбора наиболее энергетически выгодной конформации

2.19.3. Краткое описание программы поиска стабильной конформации молекулы в гетерогенной среде

2.20. Компьютерное моделирование динамики полисахарид-полисахаридного взаимодействия

ГЛАВА 3. МОЛЕКУЛЯРНОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ПОВЕРХНОСТИ ГРАМОТРИЦАТЕЛЬНЫХ БАКТЕРИЙ A ZOSPIRILL UM BRASILENSE SP

3.1. Модификация метода расчета энергии сольватации химического соединения на границе раздела фаз вода-липид

3.2. Экспресс-метод расчета дипольиого момента произвольной молекулы 72 3.3 Результаты моделирования поверхности грамотрицательных бактерий Azospirillum brasilense Sp245 и их обсуждение

ГЛАВА 4. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ И КОМПЬЮТЕРНОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССА АГРЕГАЦИИ БАКТЕРИЙ AZOSPIRILLUM BRASILENSE SP

ГЛАВА 5. ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССА АДСОРБЦИИ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ МОДЕЛЕЙ НА ПОВЕРХНОСТИ КОРНЕЙ ПШЕНИЦЫ

ГЛАВА 6. ПРИМЕНЕНИЕ МОДЕЛЬНЫХ СИСТЕМ ДЛЯ ДОСТАВКИ ХИМИЧЕСКИХ ВЕЩЕСТВ К КОРНЯМ РАСТЕНИЙ выводы

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Моделирование полисахарид-полисахаридного взаимодействия в процессах агрегации бактерий Azospirillum brasilense Sp245 и адсорбции на корнях пшеницы»

Межклеточные взаимодействия составляют основу жизнедеятельности всех живых организмов. У бактерий они определяют комплекс иммуногенных реакций, позволяют обмениваться метаболитами с симбионтами, приводят к агрегации клеток - эволюционно значимому процессу, необходимому для формирования многоклеточного организма. Молекулярные механизмы межклеточных взаимодействий являются предметом изучения, биохимии, молекулярной биофизики и биофизики клетки.

Большой теоретический и практический интерес представляет исследование механизмов симбиотических взаимодействий высших растений и почвенных микроорганизмов. Это связано с перспективами использования ассоциативных азотфиксирующих бактерий в качестве продуцентов ИУК, стимулирующей рост и продуктивность сельскохозяйственных растений. Из числа хорошо изученных азотфиксаторов выделяют ризосферные грамотрицательные бактерии рода Azospirillum, которые образуют колонии на корнях широкого круга растений (Dobereiner, 1976; Окоп, 1986; Bashan, 1997). Один из наиболее исследованных штаммов Azospirillum brasilense Sp 245 преимущественно ассоциирован с корнями пшеницы.

Способность бактерий к агрегации и сорбции на корнях растений зависит от структуры компонентов бактериальных и растительных клеточных поверхностей. В процессах взаимодействия азоспирилл между собой и с корневой поверхностью выявлено участие белков, ЛПС внешней мембраны бактерий, капсульных полисахаридов, полисахарид-содержащих комплексов, экскретируемых в окружающую среду. Но макромолекулы, определяющие специфичность этих процессов, а также механизмы взаимодействий окончательно не определены.

Исторически, в системе азоспириллы-злаки большее внимание уделялось белок-углеводным взаимодействиям, поскольку этот механизм лежит в основе реакции антиген-антитело.

В последние годы благодаря пионерским работам Hakomori, открыт новый тип молекулярного распознавания - углевод-углеводное взаимодействие, которое, по утверждению автора, происходит за счет образования межмолекулярных водородных связей (Hakomori, 2001). Hakomori доказал, что на первой стадии адгезии животных клеток гликосфинголипиды, образуя кластерные структуры на поверхности мембран, взаимодействуют с комплементарными гликосфинголипидами других клеток (Hakomori, 1999, 2000, 2001). Этот процесс активирует сигнальные системы клетки, вызывая ее фенотипические изменения.

Наличие углевод-углеводных взаимодействий у дрожжей подтверждают работы российских исследователей (Michalchik ,2000).

Следовательно, нельзя исключить возможность полисахарид-полисахаридных взаимодействий в процессах образования микробных агрегатов и микробно-растительных ассоциаций.

Для исследования сложных многокомпонентных процессов, как правило, применяют методы моделирования, экспериментального и компьютерного.

В качестве моделей клеточных мембран обычно используют искусственные бислойные мембраны, в частности липосомы, которые способны включать в себя амфифильные соединения и ориентировать их на поверхности (Марголис, 1982). В последние годы липосомы, инкрустированные липополисахаридами, применяются для изучения межклеточных взаимодействий (Водовозова, 2004; Арефьева, 2006).

Поскольку наружная мембрана бактерий рода Azospirillum состоит из липидного бислоя, адекватной моделью для экспериментального моделирования процесса полисахарид - полисахаридного взаимодействия могут служить липосомы, инкрустированные ЛПС бактериальной поверхности.

Способность модельных систем имитировать процессы агрегации и адсорбции бактерий можно использовать в прикладных целях, например для доставки химических соединений с разнообразной биологической активностью к корням растений. Разработав подход для конструирования таких систем, можно создавать средства доставки, распознающие клетки-мишени целевых растений, по аналогии с системами транспорта лекарственных веществ в организме человека.

Использование математических методов, реализованных в настоящее время в компьютерных программах, является необходимым дополнением при проведении любых модельных экспериментов.

Все вышеизложенное определяет актуальность данной работы.

Цель диссертационной работы: разработка моделей бактериальной поверхности Azospirillum brasilense Sp245 и их применение для изучения роли полисахарид - полисахаридного взаимодействия в процессах агрегации микробных клеток и адсорбции на корнях пшеницы.

Для достижения указанной цели нами были поставлены и решены следующие задачи:

1. Провести компьютерное моделирование конформации О-специфического полисахарида (О-ПС) ЛПС наружной мембраны бактерий Azospirillum brasilense Sp245 и динамики полисахарид - полисахаридного взаимодействия.

2. Разработать экспериментальные модели поверхности клеток Azospirillum brasilense Sp245 для изучения полисахарид-полисахаридного взаимодействия.

3. Исследовать процесс агрегации модельных систем.

4. Изучить процесс адсорбции экспериментальных моделей на поверхности корней пшеницы.

5. Оценить возможность доставки химических веществ к корням растений с помощью наносистем с углеводной детерминантой.

Научная новизна работы:

Методами молекулярной динамики установлены термодинамически равновесные конформации О-ПС в водной фазе. Показано, что при взаимодействии двух цепей полисахаридов с антипараллельной ориентацией наиболее энергетически выгодной является структура типа двойной спирали, образованная за счет межмолекулярных водородных связей. Установлено, что полисахариды, ориентированные параллельно друг другу, не образуют устойчивого комплекса.

Разработаны экспериментальные модели бактериальной поверхности, представляющие собой липосомы, инкрустированные липополисахаридами внешней мембраны клеток A. brasilense Sp245. Показано, что ЛПС встраиваются в липосому таким образом, что их О-ПС направлен в окружающую среду и расположен по нормали к поверхности липосом.

Впервые данные экспериментальные модели использованы для изучения полисахарид-полисахаридных взаимодействий в межклеточных контактах в системах бактерии-бактерии, бактерии-злаки. Установлено, что липосомы, инкрустированные ЛПС внешней бактериальной мембраны, подобно живым микробным клеткам, образуют агрегаты и способны сорбироваться на корневой поверхности пшеницы.

Научно-практическая значимость работы:

Впервые изучена возможность применения наносистем для направленного транспорта химических веществ к корням растений. В модельных экспериментах показана высокая эффективность доставки химического соединения к корням пшеницы с помощью наночастиц диоксида кремния, обогащенных растительными полисахаридами, и липосом, инкрустированных ЛПС внешней бактериальной мембраны А. brasilense Sp245. Полученные результаты предлагается использовать при разработке систем доставки биологически активных веществ к корням растений с целью уменьшения антропогенной нагрузки на окружающую среду.

Модифицирован метод расчета энергии сольватации химического соединения в среде вода-липид и оценки его ориентации на границе раздела этих фаз и разработаны соответствующие алгоритм и программа.

Материалы диссертационной работы использовались при подготовке курсовых и дипломных работ студентами биологического факультета Саратовского государственного университета и Курского государственного технического университета, а также применялись в курсе лекций «Молекулярная биология» и в практикуме по молекулярной биологии на биологическом факультете Саратовского государственного университета.

Работа выполнена в рамках плановой госбюджетной темы НИР ИБФРМ РАН "Изучение биологически активных веществ и моделирование их действия на растения и микроорганизмы расчетно-теоретическими методами" (№ гос. регистрации 01.200.116077).

Основные положения, выносимые на защиту:

1. Взаимодействие двух цепей О-ПС внешней мембраны бактерий А. brasilense Sp245, ориентированных антипараллельно, приводит к образованию структуры типа двойной спирали, стабилизированной межмолекулярными водородными связями и снижению полной энергии системы.

2. Липосомы, содержащие на своей поверхности О-ПС азоспирилл, образуют агрегаты посредством полисахарид-полисахаридного взаимодействия и подобно живым бактериальным клеткам сорбируются на корневой поверхности пшеницы.

3. Разработанные наносистемы с углеводными детерминантами являются эффективными средствами для направленного транспорта химических веществ к корням растений.

Личный вклад диссертанта и результаты, полученные совместно с другими исследователями:

Личный вклад соискателя состоит в разработке экспериментальных моделей бактериальной поверхности и теоретических методов и алгоритмов, а также в проведении экспериментов, расчетов и интерпретации полученных данных. В экспериментах использовали препарат ЛПС, полученный из лаборатории биохимии ИБФРМ РАН. Эксперименты по определению среднего размера агрегатов липосом выполнены совместно с к.ф.-м.н. Хлебцовым Б.Н. Электрофорез препаратов ЛПС, полученных по модифицированной методике, проводился к.б.н. Бурыгиным Г.Л. и д.б.н. Маторой Л.Ю.

Апробация работы Основные результаты диссертации обсуждены и одобрены на следующих научных конференциях:

Saratov Fall Meeting - International School for Young Scientists and Students on Optics, Laser Physics & Biophysics Workshop on Optical Technologies in Biophysics & Medicine, Saratov, Russia, 2003, 2004.

1-ая и 2-ая Российские школы-конференции "Молекулярное моделирование в химии, биологии и медицине", Саратов, 2002, 2004.

Biochemical interactions of microorganisms and plants with technogenic environmental pollutants - International Symposium, Saratov, Russia, 2003.

Macromolecular Organization and Cell Function - Gordon Research Conference, Oxford, Great Britain, 2004.

Публикации. По теме диссертации опубликовано 8 работ, в том числе 1 статья в рецензируемом журнале из списка ВАК и 2 статьи в зарубежных изданиях.

Заключение диссертации по теме «Биофизика», Арефьева, Оксана Анатольевна

выводы

1. Разработаны экспериментальные модели поверхности грамотрицательных бактерий A. brasilense Sp245 на основе липосом, инкрустированных ЛПС внешней бактериальной мембраны.

2. Методами молекулярной динамики установлены термодинамически равновесные конформации О-ПС A. brasilense Sp245 в водной фазе. Показано, что при взаимодействии двух цепей полисахаридов с антипараллельной ориентацией наиболее энергетически выгодной является структура типа двойной спирали, образованная за счет межмолекулярных водородных связей. Установлено, что полисахариды, ориентированные параллельно друг относительно друга не образуют устойчивого комплекса.

3. Модифицирован метод расчета энергии сольватации химического соединения в среде вода-липид и оценки его ориентации на границе раздела этих фаз, и разработаны соответствующие алгоритм и программа.

4. Показано, что ЛПС встраиваются в липосому таким образом, что их О-специфическая полисахаридная часть направлена в окружающую среду и расположена по нормали к поверхности липосом.

5. Установлено, что липосомы, содержащие на своей поверхности О-ПС азоспирилл, образуют агрегаты посредством полисахарид-пол исахаридного взаимодействия.

6. Показано, что разработанные нами экспериментальные модели, подобно живым бактериальным клеткам, адсорбируются на корневой поверхности пшеницы, при чем степень сорбции растет с увеличением содержания в них ЛПС.

7. Впервые рассмотрена возможность целевой доставки химических веществ к корням растений. В качестве систем транспорта предложены наночастицы диоксида кремния, обогащенные растительными полисахаридами.

8. Отмечена высокая эффективность доставки к растениям биологически активных веществ, в частности ИУК, липосомами, инкрустированными ЛПС внешней бактериальной мембраны.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Исследование молекулярных механизмов симбиотических взаимодействий высших растений и почвенных микроорганизмов представляет как теоретический, так и практический интерес. Это связано с перспективами использования ассоциативных азотфиксирующих бактерий, в частности рода Azospirillum, в качестве продуцентов фитогормонов, стимулирующих рост и продуктивность сельскохозяйственных растений. Высокую активность в процессах азотфиксации, стимуляции роста растений проявляет штамм A. brasilense Sp 245, преимущественно ассоциированный с корнями пшеницы. Азоспириллы способны формировать агрегаты, что обеспечивает их выживание в почве при неблагоприятных условиях. Агрегаты также являются предпочтительной формой при инокуляции растений.

Способность бактерий к агрегации и сорбции на корнях растений зависит от структуры компонентов бактериальных и растительных клеточных поверхностей. Известно, что наружная мембрана грамотрицательных бактерий, в том числе и азоспирилл, состоит из билипидного слоя и имеет асимметричную мозаичную структуру, представленную фосфолипидами, липополисахаридами (ЛПС), сложными белками и липополисахарид-белковыми комплексами.

Сложный состав клеточной поверхности азоспирилл не позволяет уверенно определить структуры, ответственные за специфические взаимодействия бактериальных клеток между собой и с корневой поверхностью, а также механизмы этих взаимодействий.

В системе азоспириллы-злаки, также как и для других межклеточных контактов, наиболее изучены белок-углеводные взаимодействия. Возможность существования углевод-углеводных взаимодействий показана лишь в единичных работах на животных и дрожжевых клетках. Не исключено, что подобный механизм может играть важную роль и в процессах образования микробных агрегатов и микробно-растительных ассоциаций. Наиболее вероятным его участником является О-специфическая часть ЛПС бактериальной поверхности, поскольку именно О-ПС является антигенной детерминантой клеток. Известна структура повторяющегося звена О-ПС липополисахарида поверхности бактерий A. brasilense Sp 245, состоящего из пяти остатков D-рамнозы: —>2)~p-D-Rha/?-(l—>3)-a-D-Rha/?-(1 —e)-a-D-Rha/?-( 1 ->2)-a-D-Rhap-( 1 ->2)-a-D-Rhap-( 1 Нами проведено компьютерное и экспериментальное моделирование бактериальной поверхности A. brasilense Sp245 для исследования участия О-ПС и роли полисахарид-полисахаридного взаимодействия в процессах агрегации этих бактерий и их адсорбции на корнях пшеницы.

Экспериментальные модели клеточной поверхности были разработаны на основе липосом, инкрустированных бактериальными ЛПС.

Компьютерное моделирование использовалось для определения конформации О-специфической части ЛПС, ее расположения в водной среде относительно билипидного слоя, для оценки возможности полисахарид-полисахаридного взаимодействия.

Эксперимент проводился в коммерческой программе HyperChem 7.0е., методом молекулярной динамики с молекулярно-механическим силовым полем Amber S, который обычно применяется для определения энергетически выгодной конформации макромолекул, в частности полисахаридов. При оптимизации конформации одного звена О-ПС были получены энергетически устойчивые структуры, имеющие форму псевдоспирали и стабилизированные внутримолекулярными водородными связями.

При определении ориентации О-ПС на границе раздела фаз вода-липид был использован метод Хопфингера, позволяющий рассчитывать энергию сольватации молекулы вещества, с предварительной его модификацией. В частности, было учтено, что при движении атомов молекулы из одного растворителя в другой уменьшается объем сольватной сферы, составленный молекулами первого растворителя, и формируется сольватная сфера, составленная из молекул второго растворителя. То есть, вблизи границы раздела фаз атом имеет сложную сольватную оболочку, в которую входят молекулы обоих растворителей. Для реализации модифицированного метода был разработан соответствующий алгоритм и написана программа на языке С++ для 1ВМ-ПЭВМ.

Моделирование пространственного расположения молекулы липополисахарида, содержащего пять звеньев D-рамнана, относительно границы раздела фаз вода-липофильная среда (бактериальная мембрана) показало, что энергетически выгодным является положение ЛПС, при котором полисахаридная часть экспонирована в водную фазу, а липид А - в бислой. Причем, О-специфическая полисахаридная часть расположена по нормали к поверхности, имитирующей внешнюю бактериальную мембрану.

Для подтверждения результатов молекулярного моделирования были проведены исследования межфазного натяжения на границе вода-липид (яичный фосфатидилхолин) в зависимости от концентрации в водной среде ЛПС. В экспериментах был использован метод лежачей капли. Характер зависимости межфазного натяжения от молярной концентрации ЛПС свидетельствовал об увеличении гидрофильности капли с ростом концентрации ЛПС. Это доказывало, что ЛПС встраивается липидной частью в монослой лецитина на поверхности растворителя, а полисахаридный фрагмент остается в водной фазе.

Из полученных экспериментальных данных по формуле Гиббса была рассчитана площадь, которую занимает одна молекула ЛПС в монослое -92±4 А. В программе HyperChem 7.0е. был создан визуальный образ этой молекулы на поверхности мембраны, и показано, что ориентация О-ПС относительно липидного бислоя может быть только по нормали к поверхности. Такое расположение О-ПС на поверхности бактериальной мембраны благоприятно для осуществления полисахарид-полисахаридного взаимодействия.

Полученные результаты позволили провести компьютерное моделирование процесса полисахарид-полисахаридного взаимодействия. Варьировались условия моделирования. В том случае, когда два полисахарида, состоящие из одного звена О-ПС, были расположены антипараллельно друг другу, наблюдалось образование структуры, подобной двойной спирали, которая была стабилизирована за счет межмолекулярных водородных связей. Выигрыш в потенциальной энергии между исходным и конечным состояниями (около 190 ккал/моль) свидетельствовал о том, что полисахарид-полисахаридное взаимодействие является энергетически выгодным.

В случае, когда два полисахарида, состоящие из одного звена О-ПС, были расположены параллельно друг другу и направлены по нормали к поверхности липосомы, было установлено, что в течение всего времени расчетов молекулы не приближались друг к другу и не образовывали никакого устойчивого комплекса.

При исходном положении двух полисахаридов, состоящих из 5 звеньев О-ПС, параллельно друг другу, было показано, что О-ПС стремятся расположиться антипараллельно друг другу и образовать структуру типа двойной спирали.

Наряду с молекулярным моделированием были проведены эксперименты с липосомами. Методом динамического рассеяния света была проанализирована динамика изменения размера частиц в суспензиях липосом без ЛПС и липосом со встроенными ЛПС. В начале эксперимента средний размер частиц был около 210 нм как во взвеси липосом с ЛПС, так и пустых липосом. С течением времени средний размер частиц в суспензии липосом с ЛПС увеличился до 430 нм, а в суспензии липосом без ЛПС остался прежним. Это доказало наличие взаимодействий между полисахаридными фрагментами, встроенными в искусственные мембраны.

Для изучения роли О-ПС в процессе адсорбции бактериальных клеток на корнях пшеницы были использованы липосомы, инкустированные ЛПС и загруженные красителем метиленовым синим.

Была проведена инкубация корней проростков пшеницы Triticum aestivum L. сорта Саратовская 29 в растворах и суспензиях модельных систем в течение 45 мин и 24 ч. Было установлено, что липосомы без ЛПС не обладают сродством к поверхности корней растений. Значительное увеличение степени сорбции красителя корнями пшеницы было отмечено в эмульсиях липосом с ЛПС, причем с увеличением концентрации ЛПС наблюдался рост степени адсорбции более чем в 2,5 раза.

Наличие ЛПС (150 мг/л) в липосомах увеличивало не только степень, но и скорость сорбции красителя: за 45 мин на корнях сорбировалось 85 ± 9 % метиленового синего от максимально возможного количества. В суспензии липосом без ЛПС этот показатель составил 53 ± 20 %. Следует отметить, что количество сорбированных на корнях липосом с ЛПС не увеличивалось после 24 ч инкубации. Подобная динамика наблюдалась и в процессе адсорбции живых бактериальных клеток A. brasilense Sp 245, что объясняли ограниченным количеством сайтов связывания на корнях пшеницы.

Чтобы исключить возможность углевод-белковых взаимодействий в процессе адсорбции модельных систем на корневой поверхности, был проведен эксперимент с И-ацетил-О-глюкозамином (GlcNAc). Известно, что GlcNAc является специфическим гаптеном белка агглютинина зародышей пшеницы, т.е. по влиянию GlcNAc на сорбцию липосом, загруженных красителем и инкрустированных ЛПС, можно судить об участии белков в изучаемом процессе.

Было установлено, что в случае предварительной инкубации корней в GlcNAc, не происходит подавления сорбции красителя из суспензии липосом, инкрустированных ЛПС. Это свидетельствует об отсутствии специфического взаимодействия бактериальных ЛПС с белками корней пшеницы.

Таким образом, было показано, что модельные системы, подобно живым бактериальным клеткам, адсорбируются на корневой поверхности пшеницы. Результаты экспериментального и компьютерного моделирования позволили предположить, что участие ЛПС в данном процессе носит специфический характер, вероятно обусловленный углевод-углеводными взаимодействиями.

На следующем этапе была изучена возможность применения наносистем для целевой доставки химических соединений к корням пшеницы.

В экспериментах были использованы наночастицы диоксида кремния, инкрустированные растительными полисахаридами с высокой молекулярной массой (ВПС) и низкой молекулярной массой (НПС), маркером служил флуресцеин-Na. Выбор растительных полисахаридов в качестве компонентов систем доставки был обусловлен их большей привлекательностью по сравнению с бактериальными ЛПС. Процесс их выделения из растительного сырья намного проще и дешевле, кроме того, среди большого количества растительных полисахаридов вероятность найти углевод, способный специфически связаться с полисахаридами корневой поверхности, гораздо больше.

Было установлено, что степень сорбции красителя на корнях пшеницы зависит как от концентрации полисахаридов, так и от содержания наночастиц в гидрозоле. Наибольшая степень сорбции наблюдалась для наночастиц, инкрустированных полисахаридами ВПС и НПС в концентрации 10"1 г/л, при их содержании в гидрозоле 10"4 г/л. По сравнению с частицами без полисахаридного покрытия она возрастала в 22.2 раза для ВПС ив 11.3 для НПС. Уменьшение степени сорбции частиц при их концентрации в гидрозолях больше 10"4 г/л, видимо, было связано с процессом агрегации наночастиц. Более эффективная сорбция наночастиц, инкрустированных ВПС в концентрации 10"1 г/л, вероятно, обусловлена специфическим взаимодействием растительных полисахаридов на поверхности наночастиц с компонентами корневой поверхности.

Далее была исследована эффективность применения липосом, обогащенных ЛПС, для транспорта химических веществ, в частности ИУК, к корням растений. Эксперименты проводились на колеоптилях пшеницы, прирост которых под действием экзогенной ИУК может служить критерием эффективности доставки данного химического соединения. Был отмечен практически одинаковый прирост колеоптилей в воде и растворе ЛПС, что свидетельствует об отсутствии биологической активности у ЛПС. Показано, что ИУК оказывает максимальный биологический эффект в концентрации 1 мг/л, что подтверждают и литературные данные.

Было установлено, что липосомы без ЛПС, загруженные ИУК, не проявляют биологической активности. С другой стороны, применение липосом, инкрустированных ЛПС и загруженных ИУК, приводило к тому же результату, что и использование растворов этого вещества. Необходимо отметить, что количество ИУК во внутреннем объеме липосом в суспензиях было на несколько порядков меньше, чем в соответствующих растворах. Т.е. для получения высокого биологического эффекта в случае применения систем доставки (липосом) достаточно использовать значительно меньшее количество биологически активного вещества.

Таким образом, с помощью экспериментального и компьютерного моделирования нами была продемонстрирована возможность полисахарид-полисахаридных взаимодействий в межклеточных контактах в системах бактерии-бактерии, бактерии-злаки. В модельных экспериментах была показана высокая эффективность доставки химического соединения к корням пшеницы с помощью наносистем с углеводными детерминантами. Результаты исследований могут быть предложены для создания эффективных систем транспорта химических веществ к корням растений, что будет способствовать экономии препаратов и уменьшению антропогенной нагрузки на окружающую среду.

Список литературы диссертационного исследования кандидат биологических наук Арефьева, Оксана Анатольевна, 2006 год

1. Арефьева О.А. Липосомы в изучении механизма агрегации бактерий и их адсорбции на корнях растений / О. Арефьева, С. Рогачева, П. Кузнецов, Б. Хлебцов, С. Толмачев, М. Купадзе // Биологические мембраны. 2006. -№1. - Т.23. - С. 14-21.

2. Баскин И.И. Компьютерное моделирование в молекулярной нанотехнологии // Компьютерра. 1997. - №.41.

3. Бахвалов Н.С. Численные методы. / Н.С. Бахвалов, Н.П. Жидков, Г.М. Кобельков. М: Наука, 1987. - 152 с.

4. Безрукова А.Г. / О.А. Розенберг // Бюл. эксп. биол. мед. 1981. - № 4. - С. 506-507.

5. Бергельсон Л. Д. Мембраны, молекулы, клетки. / Л.Д. Бергельсон М: Наука, 1982.- 159 с.

6. Буркерт У. Молекулярная механика. / У. Буркерт, Н. Эллинджер М.: Мир,1986.-364 с.

7. Бурштейн К.Я. Псевдоконтинуальная модель точечных диполей для учета сольватации в квантово-химических расчетах. / К.Я. Бурштейн // Журн.структ.хим. 1987. - Т.28. - N 2. - С. 3-9.

8. Бурыгин Г. Л. Сравнительное исследование О- и Н- антигенов почвенных бактерий рода Azospirillum: Дис. .к-та биол. наук. / Г.Л. Бурыгин -Саратов, 2003. С. 19.

9. Васильев Ф.П. Численные методы решения экстремальных задач. / Ф.П. Васильев М.: Наука, 1988.

10. Волькенштейн М.В. Биофизика. / М.В. Волькенштейн М: Наука, 1981 -гл.4,6.

11. Выделение и анализ гликополимеров растительного и бактериального происхождения: учеб. пособ. для студ. биол. фак-та / под. ред. В.В Игнатова. изд-во Саратов, гос. ун-та, 2005. - 15 с.

12. Григориадис Г. Липосомы в биологических системах. / Г. Григориадис, А. Аллисон М.: Медицина, 1983. - 36-93 с.

13. Громов Б.В. Строение бактерий. / Б.В. Громов Л.: изд-во Ленингр. Унта, 1985.-35 с.

14. Дашевский В.Г. Конформационный анализ макромолекул. / В.Г. Дашевский М: Наука, 1987 - 288с.

15. Дэннис Дж. Численные методы безусловной оптимизации и решения нелинейных уравнений. / Дж. Дэннис, П.М Шнабель. Мир, 1988.

16. Евграфова Е.Н. Руководство к лабораторным работам по физике. / Е.Н. Евграфова, В.Л. Каган М.: Высш. школа, 1970. - 383 с.

17. Жемеричкин Д.А. Выделение, фракционирование и моносахаридный состав О-специфических полисахаридов S-формы Azospirillum brasilense. / Д.А. Жемеричкин, О.Е. Макаров, В.В. Игнатов // Микробиология. 1989. -Т. 58. - № 2 - С. 236-239.

18. Забежайло М.И. Новые информационные технологии в научных исследованиях и технологических разработках / М.И. Забежайло //

19. Научно-техническая информация. Сер. 2. 1992. - N 6. - С. 1-11.

20. Заградник Р. Основы квантовой химии. / Р. Заградник, Р. Полак М.: Мир, 1979.-504 с.

21. Здоровенко Г.М. Характеристика макромолекулы и исследова-ние структуры О-цепи ЛПС. / Г.М. Здоровенко, Ю.А. Книрель // Мм. 1986 -Т. 3.-С. 318.

22. Итальянская Ю.В. Серологическая активность полисахаридных комонентов клеточной поверхности A. brasilense. / Ю.В. Итальянская, В.Е. Никитина, А.К. Мышкина // Микробиология. 1987. - Т. 56. - № 1. - С. 124-127.

23. Карплус М. Динамика белковой структуры. / М. Карплус, Дж.Э. Мак-Каммон //В мире науки 1986 - №6 - С. 4-15.

24. Коннова С.А. Полисахаридные комплексы, выделяемые Azospirillum brasilense, и их возможная роль во взаимодействии бактерий с корнями пшеницы. / С.А. Коннова, И.М. Скворцов, О.Е. Макаров и др. // Микробиология. 1995. - Т. 64. - № 6. - С. 762-768.

25. Конформации и функции биологических молекул. Теоретические аспекты. / под ред. Г.И.Чипенса. Рига: Зинатне, 1984. - 204 с.

26. Кротов В.В. К реологии свободных жидких пленок с растворимыми поверхностно-активными веществами. / В.В. Кротов, В.В. Малев // Коллоид.ж.-1979. Т. - 41. - вып.1. - с.49-53.

27. Кузнецов П.Е. Программа расчета зарядов Политзера по методу выравнивания электроотрицательностей. / П.Е. Кузнецов, П.Е. Щербаков, Т.В. Тимофеева //Ж.структ.химии 1989. - Т. 30. - N 2. - С.182-183.

28. Кузнецов П.Е. Введение в молекулярное моделирование: учеб. пособие / П.Е. Кузнецов, Л.А. Грибов Саратов: Изд-во Сарат. ун-та, 2003. - 52 с.

29. Липосомы в медицине / под ред. Г. Грегориадис, А. Аллисон. // Вестн. Акад. мед. наук. 1983. - № 6. - 8. ред.

30. Лукин С.Ф. Азоспириллы и ассоциативная азотфиксация у небобовых культур в практике сельского хозяйства. / С.Ф. Лукин, П.А. Кожевин, Д.Г. Звягинцев//Сельхоз. биол. 1987.-N1. - С. 51-58.

31. Марголис. Л.Б. Липид-клеточные взаимодействия модель взаимодействия клеточных мембран. / Л.Б. Марголис. - Ташкент: Изд-во «Фан», 1982. - 105 с.

32. Марголис Л.Б. Липосомы и их взаимодействие с клетками. / Л.Б. Марголис, Л.Д. Бергельсон. М.: Наука, 1986. - 240 с.

33. Марчук Г.И. Методы вычислительной математики. / Г.И. Марчук М.: Наук, 1989.-46 с.

34. Матора Л.Ю. Антигенная идентичность липолисахаридов, капсулы и экзополисхаридов A. brasilense. / Л.Ю. Матора, С.Ю. Щеголев // Микробиология. 2002. - Т. 71. - № 2. - С. 211-214.

35. Методические рекомендации по выделению гомогенных препаратов липополисахаридов из наружной мембраны грамотрицательных микроорганизмов: пособие для студ. и аспир. / В.И. Кирпичев, Ю.П. Федоненко, С.А. Коннова Саратов: Изд-во Сарат. ун-та, 2000 - 16с.

36. Методическое пособие по компьютерным методам в молекулярной биологии и биоорганической химии / под ред. В.И. Игнатова. Саратов: Изд-во Сарат. ун-та, 2002. - 37 с.

37. Паламарчук И.А. Учебное пособие по ботанической гистохимии / И.А.

38. Паламарчук, Т.Д. Веселова. Москва: Изд-во Моск. ун-та, 1965. - 93 с.

39. Никитина В. Е. Очистка и сравнение лектинов с клеточной поверхности активных и неактивных по гемагглютинации клеток азоспирилл. / В.Е. Никитина, С.А. Аленькина, Ю.В. Итальянская, Е.Г. Пономарева // Биохимия. 1994. - Т. 59. - Вып. 5. - С. 656.

40. Никитина В.Е. Участие бактериальных лектинов клеточной поверхности в агрегации азоспирилл. / В.Е. Никитина, Е.Г Пономарева, С.А Аленькина, С.А Коннова // Микробиология. 2001. - Т. 70. - №. 4. - С. 471-476.

41. Попов Е.М. Структурная организация белков. / Е.М. Попов. М.: Наука,1989.-67с.

42. Радциг А.А. Справочник по атомной и молекулярной физике. / А.А. Радциг, Б.М. Смирнов. -М.: Атомиздат, 1980. 240 с.

43. Скопинская С. Н., Ярков С.П. // Иммунология. 1996. - №. 2. - С. 6-12.

44. Скопинская С. Н. Создание и свойства бифункционального реагента на основе липосом, сенсибилизированных бактериальными антигенами. / С.Н. Скопинская, С.П. Ярков, Е.Н Храмов // Иммунология. 2001. - №. 3. -С. 54-59.

45. Скопинская С. Н. Использование липосом для обнаружения поверхностного липополисахаридного антигена, клеток холерного вибриона и антител к ним. / С.Н. Скопинская, С.П. Ярков, Е.Н Храмов // Прикл. биохим. и микроб. 2005. - Т. 41. - №. 2. - С. 228-234.

46. Томшич С.В. Структура О-специфических полисахаридов липополисахаридов рода Yersinia: Успехи в изучении природных соединений / под ред. В.А. Стоник. Владивосток: Дальнаука, 1999. -222с.

47. Федоненко Ю.П. Участие липополисахаридов азоспирилл во взаимодействии с поверхностью корней пшеницы. / Ю.П. Федоненко, И.В. Егорова, С.А. Коннова и др. // Микробиология. 2001. - Том 70. - №3. - С. 384-390.

48. Кацы, С.А. Коннова, В.В. Игнатов // Микробиология. 2005. - Т. 74. - №. 5. - С. 626-632.

49. Чернавский Д.С., Белок-машина. Биологические макромолекулярные конструкции. / Д.С. Чернавский, Н.М. Чернавская М.: Наука, 1999, 47 с.

50. Balabaev N.K. Molecular dynamics simulation of ferredoxin in different electronic states. In: Laser Spectroscopy of Biomolecules / N.K. Balabaev, A.S. Lemak, E.I. Korppi-Tommola // Proc. SPIE. 1993 -V. 1921 - P. 375-385.

51. Baldani V. L. D. Effects of Azospirillum inoculation on root infection and nitrogen incorporation in wheat. / V. L. D Baldani, J. I. Baldani, J. Dobereiner // Can. J. Microbiol. 1983. - V. 29. - № 8. - P. 924-929.

52. Barton P.G. Hydrocarbon chain packing and molecular modification in phospholipids bilayers formed from unsaturated lecithins. / P.G. Barton, F.D. Gunstone // J. Biol. Chem. 1975. - V. 250. - P. 4470-4476.

53. Bashan Y. Enhancement of wheat root colonization and plant development by Azospirillum brasilense Cd. Following temporary depression of rhizosphere microflora. / Y. Bashan // Appl. Environ. Microbiol. 1986. - V. 51. - P. 10671071.

54. Bashan Y. The fate of fieldinoculated Azospirillum brasilense Cd in wheat rhizosphere during the growing season. / Y. Bashan, H. Levanony, O. Ziv-Vecht// Can. J. Microbiol. 1987. - V. 33. - P. 1074-1079.

55. Bashan Y., Levanony H. // Canad. J. Microbiol. 1990. - V. 36. - P. 591.

56. Bashan Y. Anchoring of Azospirillum brasilense to hydrophobic polystyrene and wheath roots. / Y. Bashan, G. Holguin // J. Con. Microbiol. 1993. - V. -139.-№. 2.-P. 379-385.

57. Bashan Y. Azospirillum- plant relationships: environmental and physiological advances (1990-1996). / Y. Bashan, G. Holguin // Can. J. Microbiol. 1997. -V. 43. - P.103-121.

58. Berclaz T. Phase equilibria in binary mixtures of dimytilristoylphosphatidylcholine and csrdiolipin. / T. Berclaz, H.M. McConnel //Biochemistry. 1981. - V. 30. - P. 6635-6640.

59. Bergelson L.D. Paramagnetic hydrophilic probes in NMR investigations of membrane system. / L. D. Bergelson // Methods in membrane biology: N. Y. -1978 V.9. - P. 275-336.

60. Bertole E. Electron paramagnetic resonance studies on the fluidity and surface dynamics of egg phosphatidylcholine sides containing gangliosides. / E. Bertole, M. Masserini, S. Sonino et. al. // Biochim. et. biophys. acta. 1981. -V. 647. - P. 196-202.

61. Birell G.B., Cytochrome с induced lateral phase separation in diphosphatidilglycerol-steroid spin-labelled model membrane. / G.B. Birell, O.H. Griffith//Biochemistry. 1976. - V. 15. - P. 2925-2929.

62. Boggs J.M. Papahadjiopoulos D. Phase separation of .die and neutral phospholipids inducted by human myelin basic pro. / J.M. Boggs, M.A. Moscarello//Biochemistry. 1977. - V. 16. - P. 5420-5426.

63. Boggs J. M. Intermolecular hydrogen bounding between lipids: Influence organization and function of lipids in membranes. / J.M. Boggs // Canad. J. Biochim. 1980. - V. 58. - P. 755-770.

64. Bovin N.V. New type of carbohydrate-carbohydrate interaction. / N.V. Bovin, S.D. Shiyan, E.V. Michalchik // Glycoconjugate Journal. 1995. - V. 12. -P.427.

65. Braun W. Local deformation studies of chain molecules: differential conditions for changes of dihedral angles. / W. Braun // Biopolymers 1987. - V. 26. - P. 1691-1704.

66. Brockerhoff H. Model of interaction of polar lipids, cholesterol and .in biological membranes. / H. Brockerhoff// Lipids. 1974. - V. 9. - P. 645-650.

67. Brooks B.R. CHARMM: A program for macromolecular energy minimization, and dynamics calculations. / B.R. Brooks, R.E. Bruccoleri, B.D. Olafson, D.J. States, S. Swaminathan, M. Karplus // J.Comput. Chemistry. 1983. - V.4. -№.2.-P. 187-217.

68. Brown L.R. NMR and ESR studes of the interactions of citochrome с with mixed cardiolipin phosphatidylcholine vesicles. / L.R. Brown, K. Wuthrich // Biochim. at biophys. acta. - 1977. - V. 468. - P. 389-410.

69. Burdman S. Aggregation in Azospirillum brasilense: effects of chemical and physical factors and involvement of extracellular components. / S. Burdman, E. Jurkevitch, B. Schwartsburd, M. Hampel, Y. Okon // Microbiology. 1998. - V. 144.-P. 1989-1999.

70. Burdman S. Involvement of outermembrane proteins in the aggregation of Azospirillum brasilense / S. Burdman , E.Jurkevitch , B. Schwartsburd, Y. Okon // Microbiology. 1999. - V. 145 - P. 1145.

71. Cantor C.R — Biophysical chemistry. / C.R.Cantor, P.R. Schimmel. / W.H. Freeman . — San Francisco, 1980. part 1. - ch. 2, 5; part 3. - ch. 17, 20, 21.

72. Castellanos Th. Cell-surface hydrophobicity and cell- surface charge of Azospirillum 5pp. / Th. Castellanos, F. Ascencio, Y. Bashan // FEMS Microbiol. Ecol. 1997. - V. 24.-P. 159-172.

73. Chikako Mitsuoka / Chikako Mitsuoka et al. // Proceeding National Academy Sciences USA 1999. - V. 96. - P. 1597-1602.

74. Choma A. Chemical composition of lipopolisaccharide from Azospirillum lipoferum Russa / A. Choma, Z. Lorciewicz // FEMS Microbiol. Lett. 1984. -V. 22. - P. 245-248.

75. Choma A. Analysis of Azospirillum lipopolisaccharides Russa. / A. Choma, Z.th1.rciewicz I 19 International Congress of Nitrogen Fixatuion. Cancur: Mexico. 1992.-P. 125.

76. Clejan S. Permeability properties of sterol-containing liposomes from analogues of phosphatidilcholine lacking acyl groups. / S. Clejan, R. Bittman, P. Derov et. al. // Biochemistry. 1979. - V. 18. - P. 2118-2125.

77. Clementi E. Supercomputing and supercomputers for science and engineering in general and for chemistry and biosciences in particular. / E.Clementi, S. Chin, G. Corongiu et al. // Int.J.Quantum Chem. 1989. - V.35. - №. 1. - P.73-89.

78. Clowes A.W. Chapman D. Physical properties of lecithin-cerebroside bilayers. / A.W. Clowes, R.J. Cherry // Biochim. et. biophys. acta. 1971. - V. 249. - P. 301.

79. De Grip W.J. A possibl roles of rhodopsin in maintaining bilayer structure in the photoreceptor membrane. / W.J. De Grip, E.M.S. Drenthe, G.J.A. van Echtteld et. al. // Biochim. Et biophys. Acta. 1979. - V. 558. - P. 330-337.1 Л | л

80. De Kruijff B. C-NMR studies on 4- С cholesterol incorporated in sonionted phosphatidilcholine vesicles. / B. De Kruijff // Biochim. Et biophys. Acta. -1978.-V. 300.-P. 173-182.

81. Dobereiner J. Associative symbioses in tropical grasres: Characterization of microorganisms nitrogen-fixing sites / J. Dobereiner, J.M. Day // Proc. 11th Symp. Nitrogen Fixat./ Eds. Newton W.E. and Nyman C.J. USA, Washington, 1976. - P. 518-538.

82. Dobereiner J. Nitrogen-fixing rhizocoenosis. The soil/root system in relation to Brazilian agriculture. / J. Dobereiner, De-Polli N: Parana. 1981. - P.175-198.

83. Estep T.N. Thermal behavior of synthetic sphingomyelin cholesterol dispersions. / T.N. Estep, D.B. Mountcastle, Y. Barenholz et. al. // Biochemistry. - 1979. - V. 18. - P. 2112-2117.

84. Encyclopedia of Pharmaceutical Technology / Barenholz Y. et. al. New York, 1994.-V. 9.-P. 1-12.

85. Evans R.W. Monolayers of sterols and phosphatidylcholines containing a 20-carbon chain. / R.W. Evans, J.Tinoco // Chem. And Phys. Lipids. 1978. - V. 22. - P. 207-220.

86. Fedonenko Y.P. Structure of the O-specific polysaccharide of the lipopolysaccharide of Azospirillum brasilense Sp 245. / Y.P. Fedonenko, G.V.

87. Zatonsky, S.A. Konnova, E.L. Zdorovenko, V.V. Ignatov // Carbohydrate Research. 2002. - V. 337. - P. 869-872.

88. Gaber B.P. On the quantitative interpretation of biomembrane structure by Raman spectroscopy. / B.P. Gaber, W.l. Peticolas // Biochim. et. biophys. acta. 1977. - V. 465. - P. 260-274.

89. Gaffney B.J. The paramagnetic resonance spectra of spin labels in phospholipid membranes. / B.J. Gaffney, H.M. McConnell // J. Magn. Reson. -1974.-V. 16.-P. 1-28.

90. Galanos C. Biological activities of lipid A complexed with bovine-serum albumin. / С Galanos, E.T. Rierschel, O. Luderitz // Europ. J. Biochem. 1972. -V.31.-P. 230-233.

91. Goldshtein Involvement of outermembrane proteins in the aggregation of Azospirillum brasilense / S. Goldshtein // Microbiology. 1980. - V. 145 - P. 1145.

92. Haegi A. Azospirillum-plant interaction: a biochemical apporoat. / A. Haegi, M. Del Gallo // Kluweer Academic Publichers. Jut. In Nitrogen Fixation with nonlegums. Firente: Italy. September, 1991 P. 1990. - C. 10-14.

93. Hakomori S. Soluble Fibronectin interaction with cell surface and extracellular matrix is mediated by carbohydrate-to- carbohydrate interaction / S. Hakomori, M. Zheng // Biochim. Et biophys. acta. 1999. - V. 374. - № 1. -P. 93-99.

94. Hakomori S. Traveling for the glycosphingolipid path / S. Hakomori // Glycoconjugate Journal. 2000. - V. 17. - P. 627-647.

95. Hakomori S. Cell adhesion/recognition and signal transduction through glycosphingolipid microdomain / S. Hakomori // Glycoconjugate Journal. -2001.-V. 17.-P. 143-151.

96. Helfand E. Flexible vs rigid constraints in statistical mechanics. / E. Helfand // J. Chem. Phys. 1979. - V. 71. - P. 5000-5007.

97. Hopfinger A.J. Application of SCAP to drug design. 1.Prediction of octanol-water partioniong coefficients using solvent-depended conformational analyses

98. A.J. Hopfinger, R.D. Battershell //J.Med.Chem. 1976. - V. 19. - № 5. - P. 569-573.

99. Jahn K. Microbial polysaccharides / K. Jahn, O. Westphal // The antigens / Ed. Sela M. New York: Academic press. 1975. - P. 1-125.

100. Janiak M.J., Aggregation in Azospirillum brasilense: effects of chemical and physical factors and involvement of extracellular components / M.J. Janiak // Microbiology 1998-V. 144.-P. 1989-1999.

101. Jorgensen W.L. The OPLS potential functions for proteins. Energy minimization for crystals of cyclic peptides and crambin / W.L. Jorgensen, J. Tirado-Rievs // J.Am.Chem.Soc. 1988. - V. 110. - № 6. - P.1657-1666.

102. Keith A.D. Spin-label studies on the aqueous regions of phospholipids multilayers. / A.D. Keith, W. Snips, D. Chapman // Biochemistry. 1977. - V. 16.-P. 634-644.

103. Keough K.M.W. Gel to liquid-crystalline phase transitions water dispersions of saturated mixed-acid phosphatidilcholine / K.M.W. Keough, P.J. Davies // Biochemistry. 1979. - V. 18. - P. 1453-1459.

104. Kitagawa T. Properties of liposomal membranes.taining lysolecithin. / T Kitagawa, K. Inoue, S. Wojima // J. Biochem. 1976. - V. 79. - P. 1123-1133.

105. Konnova S.A. Isolation, fractionation and some properties of polysaccharides produced in a bound form by Azospirillum brasilense and their possible involvement in Azospirillum-wheat root interactions. / S.A. Konnova, O.E.

106. Makarov, I. M. Skvortsov et.al. // FEMS Microbiol. Lett. 1994 - V. 118. - P. 93-99.

107. Kuharski R.A. Stochastic molecular dynamics study of cyclohexane isomerisation. / R.A. Kuharski, D. Candler, J.A. Montgomery, F. Rabii, S.J. Singer // J. Phys. Chem. 1988. - V 92. P 3261-3267.

108. Kuo A.L. Lipid lateral diffusion by pulsed nuclear resonance. / A.L. Kuo, C. G. Wade // Biochemistry. 1979. - V. 17. P. - 2300-230.

109. Lee A.G. Lipid phase transitions and phase diagrams. 11. Mixstures .lipids. / A.G. Lee // Biochem. Et biophys. Acta. 1977. - V. 472. - P. 285-344.

110. Lee A.G. Properties of liposomal membranes taining lysolecithin / A.G. Lee // Biochem. Et biophys. Acta. 1990. - V. 803. - P. 1100-1107.

111. Lentz B.R. Acyl chain order and lateral formation in mixed phosphatidylcholine-sphingomyelin multilans unilammelar vesicles. / B.R. Lentz, M. Hoechli, Y. Barenholz // Biochemistry. 1981. - V. 20. - P. 68036809.

112. Levine Y.K. Strukture of oriented lipid bilayers. / Y.K. Levine, M.H.F. Wilkins //New Biol. -1971. V. 230. - P. 69-72.

113. Levitt M. A simplified representation of protein conformations for rapid simulation of protein folding. / M. Levitt // J. Mol. Biol. 1976. - V.104. -P.59-107.

114. Madi L. Aggregation in Azospirillum brasilense Cd: conditions and factors involved in cell-to cell adhesiomo / L. Madi, Y. Henis // Plant Soil. 1989. -V. 115.-№. l.-P. 89-98.

115. Magee W.E. The interaction of cationic liposomes containing entrapped horse radish peroxidase with cells in culture. / W.E. Magee, C.W. Goff, J. Schoknecht et. al. // J. Cell Biol. 1974. - V. 63. - P. 492-504.

116. Marcelja S. Lipid-mediated protein interaction in membranes. / S. Marcelja // Biochim. et. biophys. acta 1976, - V. 455 - P. 1-7.

117. Margolis L.B. Lipid-cell interactions: a novel mechanism of transfer liposome-entrapped substances into cells. / L.B. Margolis, A.V. Victorov, L. D. Bergelson // Biochim. et biophys. acta. 1982. - V. 15. - P. 321-327.

118. Martin F.G. Phospholipid exchange between bilayer membrane vesicles. / F.G. Martin, R.C. MacDonald // Biochemistry. 1976. - V. 15. - P. 321 -327.

119. Matora Larisa Yu Structural Effects of the Azospirillum Lipopolysaccharides in cell suspensions. / Larisa Yu Matora, Oksana В Serebrennikova, Sergei Yu. Shchygolev // Biomacromolecules. 2001. - V. 2. - P. 402-406.

120. Mazur A.K. New methodology for computer-aided modelling of biomolecular structure and dynamics. Non-cyclic structures. / A.K. Mazur, R.A. Abagyan // J. Biomol. Struct. Dyn. 1989. - V.6. - P. 815-832.

121. McCammon J. A. Dynamics of proteins and nucleic acids. / J. A McCammon., S.C. Harvey Cambridge: Cambridge University Press, 1987.

122. Mendelsohn R. , Raman and Fourier transform infrared spectroscopic studies of the intraction between glycophorin and dimyristoylphosphatidilcholine. / R. Mendelsohn, R. Dluhy, T. Taraschi, et. al. // Biochemistry. 1981. - V. 20. - P. 6699-6706.

123. Michiels K.W. Two different modes of attachment of Azospirillum brasilense Sp 7 to wheat roots. / K.W. Michiels, C.L. Croes, J. Vanderleyden // J. Gen. Microbiol. -1991 V. 137. - P. 2241-2246.

124. Michalchik E.V. New type of carbohydrate-carbohydrate interaction. / E.V. Michalchik, N.V. Shiyan, S.D. Bovin // Proc. Russian Acad. Sci. 1997. - V. 354. - P.261-264.

125. Michalchik E.V. Carbohydrate-carbohydrate interaction: zymosan and glucan from Saccharomyces cerevisiae bind mannosylated glycoconjugates. /

126. E.V. Michalchik, S.D. Shiyan, N.V. Bovin // Biochemistry. 2000. - V. 65. -P.494-501.

127. Moens W.E. Marked stimulation of lymphocyte-mediated attack on tumor cells by target-directed liposomes containing immune RNA. / W.E. Moens, J. H. // Cronenberger Cancer Res. - 1978. - V. 38. - P. 1173-1176.

128. Moiseeva E.V., Vodovozova E. L., Mikhalyov I. I., Molotkovsky J. G. // Mouse Genome. 1997. - V. 95. - P. 895-897.

129. Molecular Modelling software. 2002 - (http://origin.ch.ic.ac.uk/local/ organic/mod/).

130. Mullay J.A. Simple method for calculating atomic charges in molecules. / J.A. Mullay//J.Am. Chem.Soc. 1986. - V.108. - №.8. - P. 1770-1775.

131. Neuringer L.J. Difference in orientational order in phospholipids and sphingomyelin bilayers. / L.J. Neuringer, B.Sears, F.B. Jungalwala, E.K. Shriver//FEBS Lett. 1979. - V. 104. - P. 173-175.

132. Okon Y. Development and function of ^zo^/nV/wm-inoculated roots. / Okon Y., Y. Kapulnik//Plant Soil. 1986. - V. 90. - P. 3-16.

133. Ostro M.J. Parameters affecting the liposomemediated insertion of RNA into eukaryotic cells in vitro. / M.J. Ostro, D. Lavelle, W. Paxton et. al. // Arch. Biochem. and Biophys. 1980. - V. 201. - P. 392-402.

134. O'Toole E.M. Monte Carlo simulation of folding transitions of simple model proteins using a chain growth algorithm. / E.M. O'Toole, A.Z. Panagiotopoulos //J. Chem. Phys. 1992. - V. 97. - P. 8644-8651.

135. Pagano R.E. Interaction of phospholipids vesicles with cultured mammalian cells. / R.E. Pagano, L. Huang, C. Weg // Nature. 1974. - V. 252. - P. 166-167.

136. Pagano R.E. Interaction of phospholipids vesicles cultured mammalian cells. II. Studies of mechanisms. / R.E. Pagano, L. Huang // J. Cell Biol. 1975. - V. 67. - P. 49-60.

137. Papahadjopoulos D. Studies on membrane fusion. III. The role of clcium-induced phase changes. / D. Papahadjopoulos, W.J. Vail, C. Newton et. al. // Biochim. at biophys. acta. 1977. - V. 465. - P. 579-598.

138. Patriquin D.J. Sites and processes of association between diazotrophs and grasses. / D.J. Patriquin, J. Dobereiner, D.K. Jain // Can. J. Microbiol. 1983. -V. 29.-P. 900-915.

139. Poste G. Activation of macrophages by lymphocyte mediators encapsulated in liposomes. / G. Poste, I.J. Fidler // In. Manual of macrophage methodology. N. Y, 1981.-P. 431-438.

140. Purisima E.O. An approach to the multiple-minima problem in protein folding by relaxing dimensionality. Tests on enkephalin. / E.O. Purisima, H.A. Scheraga//J. Mol. Biol. 1987. - V.196. - P.697-709.

141. Raz A. Biochemical, morphological and ultrastructural studies on the uptake of liposomes by murine macrophages. / A. Raz, C. Bucana, W. Foyer et. si. // Cancer. Res. 1982. - V. 41. - P. 487-494.

142. Rensvoude J. Cell-induced leakage of liposome contents. / J. Rensvoude, D. Hoekstra // Biochemistry. -1981. V. 20. - P. 540-546.

143. Rongen H.A.H., Bult A., van Bennekom W.P. // J. Immunol. Meth. 1997. -V. 204.-P. 105-133.

144. Sadasivan L. Flocculation in Azospirillum brasilense and Azospirillum lipoferum: exopolysaccharides and cyst formation. / L. Sadasivan, C.A. Neyra //J. Bacterid. 1985. - V. 163. - №. 2. - P. 716-723.

145. Schaumann T. The program FANTOM for energy refinement of polipeptides and proteins using a newton-raphson minimizer in torsion angle space. / T. Schaumann, W. Braun, K. Wuthrich // Biopolymers. 1990. - V.29. - P. 679694.

146. Scherphof G. Disintegration of phosphatidylcholine liposomes in plasma as a result of interaction with HDL. / G. Scherphof, F. Roerdink, M. Waite, J. Parks //Biochim. et biophys. acta. 1978. - V. 542. - P. 296-307.

147. Scherphof G. The involvement of the lipid phase transition in the plasma-induced dissolution of multulammelar phosphatidylcholine vesicles. / G. Scherphof, F. Roerdink, M. Waite, J. Parks // Biochim. et biophys. acta. 1979. -V.556.-P. 196-207.

148. Schmidt G. Immunochemistry of R lipopolisaccharides of Escherichia coli. Studies on R mutants with an incomplete core, derived from E. coli 08: K27. / G. Schmidt, B. Jann, K. Jann // Europ. J. Biochem. 1970. - V. 16. - № 2. - P. 382-392.

149. Stubbs C.D. Effect of double.the dynamic properties of hydrocarbon region of lecithin bilayers chemistry. / C.D. Stubbs, T. Kouyama, K. Kinosita, A. Ikegami // Europ. J. Biochem. 1981. - V. 20. - P. 4257-4262.

150. Suckling K.E. The importance., phospholipid bilayer and the length of the cholesterol molecule in .structure. / K.E. Suckling, H.A.F. Blaiz, G.S Boid. et.al. // Biochim. et biophys acta. 1979. - V.551. - P. 10-21.

151. Sweet C. Activation of glucose diffusion from egg lechitin liquid crystals by serum albumin. / C. Sweet, J.E. Zull // Biochim. et biophys. acta. 1969. - V. 173.-P. 94-103.

152. Vose P.B. Development in nonlegume N-fixing systems / P.B. Vose // Can. J. Microbil. 1983. - № 8. - P.837-850.

153. Weiner S.J. A new force field for molecular mechanical simulation of nucleic acids and proteins. / S.J. Weiner, P.A. Kollman, D.A. Case, U.C. Singh et al. // J.Am.Chem.Soc. 1984. - V. 106. - P.765-784.

154. Wollenweber H.W. Analysis of lypopolysaccharide (lipid A) fatty acids. / H.W. Wollenweber, E.Th. Rietschel // J. Microbiol Methods. 1990. - V. 11. -P. 195-211.

155. Yamazaki N., Kojima S., Bovin N. V., Andre S., Gabius S., Gabius H.-J. // Adv. Drug Deliv. Rev. 2000. - V. 43. - P. 225-244.

156. Zamudio M. Adhesiveness and root hair deformation of Azospirillum strains for wheat seedlings. / M. Zamudio, F. Bastarrachea // Soil. Biol. Biochem. -1994.-V. 26. №. 6.-P. 791-797.

157. БЛАГОДАРНОСТИ Выражаю глубокую признательность профессору, д.х.н. Кузнецову П.Е. за постоянное внимание, всестороннюю поддержку и ценные консультации при проведении математических расчетов и компьютерных экспериментов, обсуждении результатов.