Ответные реакции микроорганизмов на одновременное воздействие нескольких стрессорных факторов: гипо- и гиперосмотических условий, гипоксии, неблагоприятных значений pH тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 03.00.07, кандидат биологических наук Шелемех, Оксана Владимировна

• Шелемех, Оксана Владимировна
• кандидат биологических наук
• 2008

Оглавление диссертации кандидат биологических наук Шелемех, Оксана Владимировна

ОГЛАВЛЕНИЕ.

ВВЕДЕНИЕ.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Ответные реакции микроорганизмов на одновременное воздействие нескольких стрессорных факторов: гипо- и гиперосмотических условий, гипоксии, неблагоприятных значений pH»

1.2. Сочетание температурного и осмотического воздействия.12

1.3. Сочетание воздействия неблагоприятных значений рН и концентраций солей.19

1.4. Сочетание воздействия высоких концентраций солей и окислительных условий.20

1.5. Сочетание воздействия повышенной температуры и окислительных условий.21

1.6. Сочетание воздействия повышенной температуры и неблагоприятных значений рН.22

1.7. Сочетание воздействия голодания и других неблагоприятных факторов.23

1.8. Сочетание воздействия высоких концентраций солей и гипоксии.23

1.9. Общий ответ на стресс.25

Глава 2. Кислородная регуляция метаболизма.29

2.1. Общая характеристика феномена "кислородной регуляции" метаболизма.29

2.2. Кислородная регуляция у дрожжей.31

2.3. Кислородная регуляция у прокариот.50

Заключение к литературному обзору.56

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ.58

Глава 3. Объекты и методы исследования.58

3.1. Объекты исследования.58

3.2. Методы культивирования и анализа.59

3.3. Статистическая обработка результатов.62

Глава 4. Зависимость роста изучаемых микроорганизмов от концентрации NaCl в среде в условиях нормоксии и гипоксии.64

Глава 5. Активность защитных ферментов у изучаемых микроорганизмов, выращенных в аэробных и микроаэробных условиях при разных концентрациях NaCl.72

Глава 6. Содержание свободных аминокислот в клетках Candida lipolytica, выращенных в условиях нормоксии и гипоксии при разных концентрациях NaCl.77

Глава 7. Кислородная регуляция состава дыхательной цепи Debaryomyces hansenii при одновременном воздействии двух стрессовых факторов: гипоксии и осмотического шока.79

Глава 8. Защитное действие протонов от гипоосмотического шока у H.salinarum.94

ЗАКЛЮЧЕНИЕ.98

ВЫВОДЫ.101

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ.103

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность темы. При рассмотрении так называемых "экстремальных" условий среды в качестве стрессовых для обитающих в них микроорганизмов следует учитывать некоторую условность такого подхода. Аборигенная микрофлора адаптирована к этим условиям, и они являются для нее физиологически нормальными. Стрессовыми же являются не сами условия, а их непостоянство, характерное для природных экотопов. Это непостоянство может быть закономерно повторяющимся (смена времен года) или спонтанным, без четких закономерностей (выпадение осадков в аридных зонах). Очевидно, что труднее всего происходит адаптация к внезапным изменениям условий, и механизмы этой адаптации представляют наибольший интерес, так как требуют включения быстродействующих регуляторных механизмов.

В природных условиях среды микроорганизмы, как правило, подвергаются влиянию нескольких стрессовых факторов, действующих одновременно или последовательно. Например, термофильные микроорганизмы подвергаются не только тепловому воздействию, но часто также высокой концентрации солей или кислой реакции среды.

Между тем, в исследованиях последствий экстремальных воздействий, стрессовые факторы в основном используют по отдельности, создавая условия "моностресса". Однако последствия воздействия на метаболизм отдельных стрессовых факторов могут существенно отличаться от последствий их сочетанного воздействия. Иногда при одновременном воздействии двух или более стрессовых факторов повреждения оказываются менее выраженными, чем при их воздействии по отдельности. Это явление называется перекрёстной адаптацией, кроссадаптацией или антагонизмом стрессовых факторов, и изучено недостаточно. Изучение же механизмов адаптации к совместному действию стрессоров находится на начальной стадии.

Весьма распространенным сочетанием стрессовых факторов в естественных условиях обитания микроорганизмов является высокое осмотическое давление (в частности, избыток NaCl) и недостаток кислорода. Исследования в этом направлении были начаты в лаборатории нефтяной микробиологии ИНМИ РАН [Арзуманян с соавт., 2000]. Настоящая диссертация является продолжением и развитием этого направления.

Очевидно, что изучение влияния гипоксии и повышенных концентраций NaCl на микроорганизмы, выделенные из различных экосистем, а также механизмов адаптации к такому воздействию представляет большой научный интерес.

Цель и задачи исследования. Целью данного исследования явилось изучение последствий и механизмов адаптации к одновременному воздействию гипо- или гиперосмотического шока и гипоксии (или неблагоприятных значений рН) у микроорганизмов, изолированных из экотопов, где, как правило, эти стрессовые агенты являются факторами внешней среды. Задачи исследования:

1. Изучение зависимости скорости роста микроорганизмов от повышенного содержания NaCl в условиях нормоксии и гипоксии.

2. Изучение влияния NaCl на дыхание микроорганизмов, выращенных в условиях нормоксии и гипоксии.

3. Изучение влияния комбинированного действия NaCl и гипоксии на ферменты, защищающие клетку от окислительного стресса (каталазу и супероксиддисмутазу).

4. Изучение изменений состава дыхательной цепи у микроорганизмов в условиях гипоксии и гиперосмотического шока.

5. Изучение возможности противодействия гипоосмотическому шоку у экстремально галофильных бактерий.

Научная новизна. Впервые детально изучены рост и дыхательная активность ряда эукариотных (Candida lipolytica, Rhodotorula aurantiaca, Candida rhagii, Debaryomyces hansenii) и прокариотных (Rhodococcus erythropolis, Shewanella sp., Halobacterium salinarum) микроорганизмов в условиях одновременного воздействия двух стрессовых факторов: гипо-или гиперосмотического шока и гипоксии (или неблагоприятного рН).

Впервые продемонстрировано ингибиторное действие соли на активность ферментов, защищающих клетку от окислительного шока (каталазы, супероксиддисмутазы), а также обнаружено в условиях гипоксии явление активации (индукции) каталазы, менее чувствительной к ингибиторному действию соли.

Впервые обнаружено явление переключения на альтернативные дыхательные механизмы, менее чувствительные к соли, в условиях одновременного воздействия гиперосмотического шока и гипоксии, на примере дыхательной цепи Debaryomyces hansenii.

Впервые обнаружено защитное действие протонов в условиях гипоосмотического шока на примере растущей культуры Halobacterium salinarum.

Научно-практическая значимость. Полученные результаты уточняют, а в ряде случаев раскрывают механизмы защитных реакций микроорганизмов в условиях одновременного воздействия стрессовых факторов, характерных для их природных экотопов. Результаты работы позволяют дать рекомендации по более эффективному применению микроорганизмов в системах биологической очистки и повышения нефтеизвлечения в экстремальных условиях.

Апробация работы. Материалы диссертации доложены на школе-конференции "Горизонты физико-химической биологии" (Пущино, 2000); 21st International Specialized Symposium on Yeasts "Biochemistry, Genetics, Biotechnology and Ecology of Non-conventional Yeasts (NCY)"

Lviv, Ukraine, 2001); 1-м Съезде микологов России (Москва, 2002); XV Международной зимней молодёжной научной школе (Москва, 2003); 1м Всероссийском конгрессе по медицинской микологии (Москва, 2003); 1

23 International Specialized Symposium on Yeasts "Interactions between Yeasts and other Organisms" (Budapest, Hungary, 2003); 1-м Международном конгрессе по биотехнологии (Москва, 2003); Int. Symposium for subsurface Microbiology ISEB XVIII, 2005; Всероссийской молодежной школе-конференции "Актуальные аспекты современной микробиологии" (Москва, 2005).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 11 печатных работ, из них 5 экспериментальных статей и обзоров, а также 6 тезисов.

Объём и структура диссертации. Диссертация изложена на 120 страницах машинописного текста, содержит разделы: "Введение", "Обзор литературы", "Экспериментальная часть", "Заключение", "Выводы" и "Список литературы" (включающий 150 источников). Текст проиллюстрирован 16 рисунками и таблицей.

Заключение диссертации по теме «Микробиология», Шелемех, Оксана Владимировна

выводы

1. Установлено, что при повышенной солености, выходящей за пределы физиологической нормы для изучаемых микроорганизмов (т.е. при гиперосмотическом шоке), снижение парциального давления кислорода (гипоксия) оказывает защитное действие, приводящее к возрастанию степени галофильности (галотолерантности) данных микроорганизмов (Rhodococcus erythropolis, Shewanella sp., Candida lipolytica, Rhodotorula aurantiaca, Candida rhagii, Debaryomyces hansenii). Антагонизм указанных стрессовых факторов (повышенной концентрации солей и гипоксии), характерных для ряда экотопов (в том числе, для некоторых нефтяных месторождений), объясняет возможность существования и функционирования в этих условиях слабо галофильных (галотолерантных) микроорганизмов.

2. Изучены биохимические механизмы антагонизма гипоксии и гиперосмотического шока, и показано, что в их основе лежит принцип множественного взаимодействия регуляторных механизмов, когда один из стрессовых факторов вызывает изменение метаболизма, компенсирующее отрицательное воздействие другого стрессового фактора. Примерами могут служить обнаруженные нами повышение внутриклеточного пула осмопротекторных веществ в результате подавления дыхания при гипоксии, индукция или активация в условиях гипоксии ферментов (каталазы), а также альтернативных дыхательных цепей, менее чувствительных к ингибиторному действию солей.

3. Изучена природа изменений цитохромного состава дыхательной системы D, hansenii под влиянием данных стрессовых факторов и предложена схема, предполагающая одновременное функционирование трех (или четырех) цепей переноса электронов: классической дыхательной цепи с участием цитохром-с-оксидазы, альтернативной дыхательной цепи, включающей цианид- и азидустойчивую оксидазу, а также дополнительных дыхательных цепей, включающих оксидазы, устойчивые к соли, азиду и СГК. Таким образом, природа антагонистических взаимоотношений гипоксии и гиперосмотического шока в данном случае заключается в перераспределении потока электронов между чувствительными и нечувствительными к соли дыхательными системами, активируемыми (индуцируемыми) в микроаэробных условиях.

4. Обнаружен еще один случай антагонизма стрессовых факторов: повышенной концентрации протонов и гипоосмотического шока в растущих культурах галобактерий, в результате чего понижение рН предотвращает лизис этих микроорганизмов при снижении концентрации солей в среде.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Одной из актуальных проблем микробиологии, важной для понимания экофизиологических особенностей микроорганизмов, является часто наблюдаемое (для микроорганизмов, выделенных из природных субстратов) несовпадение "оптимальных" условий культивирования в лаборатории с условиями природных экотопов.

Ниже перечислены основные возможности, позволяющие реально представить поведение микроорганизмов в "неоптимальных" условиях.

Во-первых, микроорганизмы могут лишь "выживать" в условиях экотопа, образуя те или иные виды "покоящихся" клеток, обладающих низкой метаболической активностью.

Во-вторых, микроорганизмы способны изолироваться в "микронишах". Например, в нефтяных месторождениях такую нишу может представлять нефтяная фаза, где условия ближе к "оптимальным" лабораторным, чем к типичным условиям экотопа из-за высокой растворимости кислорода и низкой растворимости солей в нефти.

В-третьих, представления о неблагоприятном характере условий экотопа могут быть преувеличенными, и микроорганизмы в этих экотопах способны не только выживать, но и проявлять значительную метаболическую активность. Причиной, смягчающей стрессовое воздействие одного фактора, может служить наличие других стрессовых факторов, т.е. несколько стрессовых факторов при их сочетании могут действовать не аддитивно или синергидно, а антагонистично.

В последнее время получен ряд экспериментальных данных, подтверждающих возможность антагонизма стрессовых факторов, примером которого являются и результаты настоящей работы.

При рассмотрении комбинированного действия двух и более стрессоров следует учитывать, что они могут действовать одновременно или последовательно. Так как в природных условиях последовательное действие стрессоров, как правило, разделено большим промежутком

98 времени (суточные, погодные или сезонные изменения), то оценить их взаимодействия сложно. Модельные опыты в лаборатории, в которых воздействие стрессоров следует непосредственно одно за другим, очевидно, далеки от условий природного экотопа. Поэтому основное внимание мы уделили одновременно действующим стрессорам.

В литературе не удалось обнаружить работ, посвященных одновременному действию повышенной концентрации солей и гипоксии. Между тем, такое сочетание является достаточно обычным для ряда природных экотопов, в частности, нефтяных месторождений.

В случае нефтяных месторождений, изучение механизмов адаптации микроорганизмов важно не только для понимания сути микробиологических процессов, а также разработки рекомендаций по увеличению нефтеотдачи. При этом необходимо обеспечить метаболическую активность эндогенных или введенных извне микроорганизмов. Основным пищевым субстратом в этих условиях являются углеводороды нефти или продукты их превращений. Подавляющее большинство нефтеоокисляющих микроорганизмов представлено аэробными формами, однако содержание кислорода в данных экотопах лимитировано, кроме того, его растворимость в водной фазе часто снижена из-за высокой минерализации пластовых вод.

Возникает вопрос, в каком состоянии находятся аэробные, слабо или умеренно галофильные (галотолерантные) микроорганизмы в условиях резкого ограничения доступности кислорода, сопровождающегося высокими концентрациями солей, часто превышающими пределы, допустимые для их роста?

Были проведены исследования с прокариотными (Rhodococcus, Shewanella, Halobacterium) и эукариотными (Candida, Rhodotorula, Debaryomyces) микроорганизмами, выделенными из различных экотопов, для которых характерно сочетание таких стрессовых факторов как высокие концентрации соли и гипоксия (в том числе, пластовых вод нефтяных месторождений).

Исследования показали, что в условиях одновременного действия указанных стрессовых факторов (высоких концентраций солей и дефицита кислорода) между ними наблюдается антагонизм, что выражается в повышении степени галофильности (галотолерантности) микроорганизмов в микроаэробных условиях, причем слабо галофильные организмы переходят в разряд умеренно галофильных, а некоторые галотолеранты приобретают свойства галофилов.

Детальные исследования биохимических механизмов этого явления показали, что повышенные концентрации NaCl подавляют дыхание и синтез ферментов, защищающих клетки от окислительного шока (каталазы и супероксиддисмутазы). Таким образом, соль вызывает не только осмотический, но и окислительный шок. Перевод клеток в микроаэробные условия снижает его последствия и позволяет микроорганизмам функционировать при более высокой концентрации соли, чем в аэробных условиях.

Одновременно при переходе к условиям гипоксии в клетках происходит существенная перестройка метаболизма. Изменяется природа дыхательной цепи, особенно на конечном, цитохромоксидазном участке, индуцируется (или активируется) каталаза, менее чувствительная к ингибиторному действию соли, и, наконец, повышается внутриклеточное содержание веществ, выполняющих роль осмопротекторов (аминокислот).

Все это обеспечивает адаптацию клеток к действующим стрессовым факторам и может объяснить высокую частоту изолирования слабо галофильных облигатно аэробных микроорганизмов из экотопов с низким парциальным давлением кислорода и повышенным содержанием солей.

Список литературы диссертационного исследования кандидат биологических наук Шелемех, Оксана Владимировна, 2008 год

1. Акименко В.К. Цианидрезистентное дыхание микроорганизмов // Успехи микробиологии. 1981. №16. С. 3-30.

2. Акименко В.К., Аринбасарова А.Ю., Смирнова М.Н, Меденцев А.Г. Альтернативная оксидаза в митохондриях дрожжей Yarrowia lipolytica не способна конкурировать за электроны с цитохромным путём // Микробиология. 2003. Т. 72. №4. С. 453-458.

3. Акименко В.К., Меденцев А.Г. О появлении цианидрезистентного дыхания у дрожжей Candida lipolytica П Микробиология. 1976. Т. 45. №1 С. 146-150.

4. Андреищева Е.Н., Соарес М.И.М., Звягильская М.А. Энергетический обмен дрожжей Candida (Yarrowia) lipolytica в норме и при солевом стрессе // Физиология растений. 1997. Том 44. №5. С. 658-664.

5. Арзуманян В.Г., Воронина Н.А., Плакунов В.К., Беляев С.С. Степень галофильности Rhodococcus erythropolis и Halobacterium salinarum определяется парциальным давлением кислорода // Микробиология. 2000. Т. 68. №2. С. 290-292.

6. Бабьева И.П., Голубев В.И. Методы выделения и идентификации дрожжей // М. Пищевая промышленность. 1979. С. 52.

7. Гейдебрехт О.В., Арзуманян В.Г., Плакунов В.К., Беляев С.С. Влияние степени аэрации среды на галотолерантность дрожжей родов Candida, Rhodotorula и Malassezia II Микробиология. 2003. Т. 72. №3. С. 312-319.

8. Головлев E.JI. Введение в биологию стационарной фазы бактерий: механизм общего ответа на стрессы // Микробиология. 1999. Т. 68. №5. С. 623-631.

9. Доронина Н.В., Сахаровский В.Г., Драчук С.В., Троценко Ю.А. Органические осмопротекторы аэробных умеренно галофильных метилобактерий //Микробиология. 1998. Т. 67. №4. С. 458-463.

10. Егоров Н.С. Практикум по микробиологии. Учебное пособие. М.: МГУ. 1976. С. 180- 182.

11. Звягинцева И.С, Кострикина Н.А., Беляев С.С. Обнаружение галофильных Archaea в верхнедевонских нефтяных месторождениях Татарстана // Микробиология. 1998. Т. 67. №6. С. 827-831.

12. Звягинцева И.С., Тарасов AJI. Экстремально галофильные бактерии из засоленных почв // Микробиология. 1987. Т. 56. №5. С. 839-844.

13. Кокоева М. В., Плакунов В. К. Возможность модификации осмочувствительности экстремально галофильных архебактерий // Микробиология. 1993. Т. 62. №5. С. 825-824.

14. Комарова Т.И., Поршнева О.В., Коронелли Т.В. Образование трегалозы клетками R- и S-вариантов Rhodococcus erythropolis II Микробиология. 1998. Т. 67. №3. С. 428-431.

15. Куличевская И.С, Звягинцева И.С., Тарасов AJL, Плакунов В.К. Экстремально галофильные архебактерии из некоторых засоленных экотопов // Микробиология. 1992. Т. 61. №1. С. 7075.

16. Кунтиков Е. И., Горяенко В. М. Взаимозависимость гало- и термотолерантности у аноксигенных фототрофных бактерий // Микробиология. 1998. Т. 67. №3. С. 298-304.

17. Матвеева Н.И, Воронина Н.А., Борзенков И.А., Плакунов В.К., Беляев С.С. Состав и количественное содержание осмопротекторов в клетках нефтеокисляющих бактерий при разных условиях культивирования // Микробиология. 1997. Т. 66. №1. С. 32-37.

18. Матвеева Н.И., Николаев Ю.А., Плакунов В.К. Зависимость транспорта аминокислот в клетки галофильных и-галотолерантных бактерий от содержания NaCl и осмолярности среды//Микробиология. 1990. Т. 59. №1. с. 5-11.

19. Матыс В.Ю., Барышникова Л.М., Головлев Е.Л. Адаптация к стрессовым условиям у представителей родов Rhodococcus и Gordona П Микробиология. 1998. Т. 67. №6. С. 743-747.

20. Меденцев А.Г., Аринбасарова А.Ю., Акименко В.К. Регуляция и физиологическая роль цианидрезистентной оксидазы у грибов и растений //Биохимия. 1999. Т. 64. № 11. С. 1457-1472.

21. Меденцев А.Г., Аринбасарова А.Ю., Акименко В.К. Адаптация фитопатогенного гриба Fusarium decemcellulare к окислительному стрессу //Микробиология. 2001. Т. 70. №1. С. 34-38.

22. Милехина Е.И., Борзенков И.А., Звягинцева И.С., Кострикина Н.А., Беляев С.С. Эколого-физиологические особенности аэробных эубактерий из нефтяных месторождений Татарстана // Микробиология. 1998. Т. 67. №2. С. 208-214.

23. Октябрьский О.Н., Смирнова Г.В. Редокс-регуляция клеточных функций // Биохимия. 2007. Т. 72. Вып. 2. С. 158-174.

24. Паников Н.С., Шеховцева Н.В., Дорофеев А.Г., Звягинцев Д.Г. Количественные исследования динамики отмирания голодающих микроорганизмов //Микробиология. 1988. Т. 57. №.6. С. 983-991.

25. Плакунов В. К., Арзуманян В. Г., Воронина Н. А., Беляев С. С. Взаимосвязь кинетики роста и дыхания у родококков в присутствии высоких концентраций солей // Микробиология. 1999. Т. 68. №1. С. 40-44.

26. Плакунов В.К., Кокоева М.В. Осмостабилизация клеток галобактерий и получение их сухой биомассы, не содержащей солей //Микробиология. 1994. Т.63. Вып. 4. С.597-603.

27. Плакунов В. К., Волкова И. М. Быстрый метод количественного определения кислых аминокислот // Микробиология. 1991. Т. 60. №3. С. 565-567.

28. Платонов А.Е. Статистический анализ в медицине и биологии: задачи, терминология, логика, компьютерные методы. М.: Изд-во РАМН. 2001.52 С.

29. Рихванов Е.Г., Варакина Н.Н., Русалева Т.М., Раченко Е.И., Киселева В.А., Войников В.К. Изменение дыхания при действии теплового шока на дрожжи Saccharomyces cerevisiae II Микробиология. 2001. Т. 70. №4. С. 531-535.

30. Селъе Г. На уровне целого организма. М.: Мир. 1972.

31. Смирнова Г. В., Закирова О. Н., Октябрьский О. Н. Роль антиоксидантных систем в отклике бактерий Escherichia coli на тепловой шок//Микробиология. 2001. Т. 70. №5. С. 595-601.

32. Терешина В.М., Меморская А.С., Морозова Е.В., Козлов В.П., Феофилова Е.П. Изменения в составе углеводов цитозоля спор грибов в связи с температурой обитания и в процессе хранения // Микробиология. 2000. Т. 69. Вып. 4. С. 511-517.

33. Феофилова Е.П. Трегалоза, стресс и анабиоз // Микробиология. 1992. Т.61. Вып. 5. С. 741-755.

34. Феофилова Е.П., Кузнецова JI.C. Влияние антиоксидантов на рост и состав липидов Cunninghamella japonica в норме и поддействием стрессора // Микробиология. 1996. Т.65. №.4. С. 467473.

35. Феофилова Е.П., Терешина В.М., Хохлова Н.С., Меморская А.С. О различных механизмах биохимической адаптации мицелиальных грибов к температурному стрессу: изменения в составе углеводов цитозоля//Микробиология. 2000. Т. 69. Вып. 5. С. 606-611.

36. Хазиев Ф. X. Ферментативная активность почв. М. Наука. 1976. С. 180.

37. Шольц К. Ф., Островский Д. Н. Полярографическая ячейка для количественного определения растворённого кислорода. // Лаб. дело. 1965. №6. С. 375-378.

38. Abramova N.E., Sertil O., Mehta S., Lowry C.V. Reciprocal regulation of anaerobic and aerobic cell wall mannoprotein gene expression in Saccharomyces cerevisiae II J. Bacteriol. 2001. V. 183. P. 2881-2887.

39. Apte S.K., Fernandes Т., Badran H., Ballal A. Expression and possible role of stress-responsive proteins in Anabaena II J. Biosciences (Bangalore). 1998. V. 23 №4. P. 399-406.

40. Azachi M., Sadlca A., Fisher M., Goldshlag P., Gokhman I., Zamir A. Salt induction of fatty acid elongase and membrane lipid modifications in the extreme halotolerant alga Dunaliella salina И Plant Physiol. 2002. Vol. 129. P. 1320-1329.

41. Barnett J.A., Payne R.W., Yarrow D. Yeast identification PC Program version 4. 1996.

42. Benov L., Fridovich I. Superoxide dismutase protects against aerobic heat shock in Escherichia coli // J. Bacteriol. 1995. V. 177. № 11. P. 3344-3346.

43. Boekhout Т., Renting M., Scheffers W.A., Bosboom R. The use of karyotyping in the systematics of yeasts // Antonie van Leeuwenhoek. 1993. V. 63. P. 157-163.

44. Bose S., Dutko J.A., Zitomer R.S. Genetic factors that regulate the attenuation of the general stress response of yeast // Genetics. 2005. V. 169. P. 1215-1226.

45. Bourdineaud J.P., De Sampaio G., Lauquin G.J. A Roxl-independent hypoxic pathway in yeast. Antagonistic action of the repressor Ordl and activator Yapl for hypoxic expression of the srpl/tirl gene // Mol. Microbiol. 2000. V. 38. P. 879-890.

46. Browne N., Dowds B.C.A. Heat and salt stress in the food pathogen Bacillus cereus II J. Appl. Microbiol. 2001. V. 91 № 6. P. 1085-1094.

47. Bunn H.F., Poyton R.O. Oxygen sensing and molecular adaptation to hypoxia//Physiol. Rev. 1996. V. 76. P. 839-885.

48. Burke P.V., Raitt D.C., Allen L.A., Kellogg E.A., Poyton R.O. Effects of oxygen concentration on the expression of cytochrome с and cytochrome с oxidase genes in yeast // J. Biol. Chem. 1997. V. 272. P. 14705-14712.

49. Causton H.C., Ren В., Koh S.S., Harbison C.T., Kanin E., Jennings E.G., Lee T.I., True H.L., Lander E.S., Young R.A. Remodeling of yeast genome expression in response to environmental changes // Mol. Biol. Cell. 2001. V. 12. P. 323-337.

50. Cho B.K., Knight E.M., Palsson B.O. Transcriptional regulation of the fad regulon genes of Escherichia coli by ArcA // Microbiology. 2006. V. 152. P. 2207-2219.

51. Davidson J.F., Schiestl R.H. Cytotoxic and genotoxic consequences of heat stress are dependent on the presence of oxygen in Saccharomyces cerevisiae //J. Bacteriol. 2001. V. 183. №15. P. 4580-4587.

52. Davidson J.F., Whyte В., Bissinger P.H., Schiestl R.H. Oxidative stress is involved in heat-induced cell death in Saccharomyces cerevisiae II Proc.Nat. Acad. Sci. USA. 1996. V. 93 № 10 P. 5116-5121.

53. Davies B.S.J., Rine J. A role for sterol levels in oxygen sensing in Saccharomyces cerevisiae II Genetics. 2006. V. 174 № 1. P. 191-201.

54. De Gier J.W.L., Lubben M., Reijnders W.N.M., Tipker C.F., Slotboom D.J., Van Spanning R.J.M., Stouthamer A.H., Van der Oost J. The terminal oxidases of Paracoccus denitrificans II Mol. Microbiol. 1994. V. 13. P. 183-196.

55. Flahaut S., Frere J., Boutibonnes P., Auffray Y. Relationship between the thermotolerance and the increase of DnaK and GroEL synthesis in Enterococcus faecalis ATCC 19433 // J. Basic Microbiol. 1997. Vol. 37. P. 251-258.

56. Friedman S.M., Malik M., Dilica K. DNA super coiling in a thermotolerant Escherichia coli II Mol. Gen. Genet. 1995. V. 248. P. 417-422.

57. Garren D. M. Acid tolerance responses and acid shock responses of Escherichia coli 0157:h7 and non-0157:h7 strains (lactic acid) Ph. D. Thesis. University of Georgia. 1996. 106 P.

58. Gasch A.P., Spellman P.T., Kao C.M., Carmel-Harel O., Eisen M.B., Storz G., Botstein D., Brown P.O. Genomic expression programs in the response of yeast cells to environmental changes // Mol. Biol. Cell. 2000. V. 11. P. 4241-4257.

59. Gilles-Gonzalez M.A., Gonzalez G. Regulation of the kinase activity of heme protein FixL from the two-component system FixL/FixJ of Rhizobium meliloti II J. Biol. Chem. 1993. V. 268. P. 16293-16297.

60. Gilles-Gonzalez M.A., Gonzalez G. Signal transduction by heme-containing PAS-domain proteins // J. Appl. Physiol. 2004. V. 96. P. 774-783.

61. Gilles-Gonzalez M.A., Gonzalez G. Perutz M.F., Kiger L., Marden M.C., Poyart C. Heme-based sensors, exemplified by the kinase FixL, are a new class of heme protein with distinctive ligand binding and autoxidation//Biochem. 1994. V. 33. P. 8067-8073.

62. Gong W., Нао В., Mansy S.S., Gonzalez G., Gilles-Gonzalez M.A., Chan M.K. Structure of a biological oxygen sensor: a new mechanism for heme-driven signal transduction // PNAS Biochem. 1998. V. 95. P. 15177-15182.

63. Gouesbet G., Jan G., Boyaval P. Lactobacillus delbrueckii ssp bulgaricus thermotolerance // Lait. 2001 V. 81. №1-2. P.301-309.

64. Grishin A.V., Rothenberg M., Downs M.A., Blumer K.J. Mot3, a Zn-finger transcription factor that modulates gene expression and attenuates mating pheromone signaling in Saccharomyces cerevisiae II Genetics. 1998. V. 149. P. 879-892.

65. Guerin M.G., Camougrand N.M. Partitioning of electron flux between the respiratory chains of the yeast Candida parapsilosis: parallelworking of the two chains I I Biochim. Biophys. Acta. 1994. V. 1184. P. 111-117.

66. Guerin M.G., Camougrand N.M. The alternative oxidase of Candida parapsilosis //Eur. J. Biochem. 1986. V. 159. P. 519-524.

67. Guillot J., Gueho E., Lesourd M., Midgley G., Chevrier G., Dupont B. Identification of Malassezia species: a practical approach // J. Mycol. Med. 1996. V.6.P.103-110.

68. Gustafsson C.M., Myers L.C., Li Y., Redd M.J., Lui M., Erdjument-Bromage H., Tempst P., Kornberg R. D. Identification of Rox3 as a component of mediator and RNA polymerase II holoenzyme // J. Biol. Chem. 1997. V. 272. P. 48-50.

69. Helmerhorst E.J., Murphy M.P., Troxler R.F., Oppenheim F.G. Characterization of the mitochondrial respiratory pathways in Candida albicans II Biochim. Biophys. Acta. 2002. V. 1556. P. 73-80.

70. Herbert K.C., Foster S J. Starvation survival in Listeria monocytogenes: Characterization of the response and the role of known and novel components //Microbiology. 2001 V. 147. №8. P. 2275-2284

71. Hickman M.J., Winston F. Heme levels switch the function of Hap 1 of Saccharomyces cerevisiae between transcriptional activator and transcriptional repressor // Mol. Cel. Biol. 2007. V. 27. №21. P. 74147424.

72. Hitoshi M. Characteristics of stress response in a mushroom-pathogenic bacterium, Pseudomonas tolaasii, during the interaction with Pleurotus ostreatus and carbon/nitrogen starvation in vitro // Mycoscience. 1999. V. 40. №1. P. 81-85.

73. Hon Т., Dodd A., Dirmeier R., Gorman N., Sinclair P.R., Zhang L., Poyton R.O. Multiple oxygen-responsive steps in the heme biosynthetic pathway affect Hapl activity // J. Biol. Chem. 2003. V. 278. №50. P. 50771-50780.

74. Hon Т., Lee H.C., Hu Z., Iyer V.R., Zhang L. The heme activator protein Hapl represses transcription by a heme-independent mechanism in Saccharomyces cerevisiae II Genetics. 2005. V. 169. P. 1343-1352.

75. Hounsa C.G., Brandt E. , Thevelein J., Hohmann S., Prior B.A. Role of trehalose in survival of Saccharomyces cerevisiae under osmotic stress //Microbiology. 1998. Vol. 144. P. 671-680.

76. Hughes A.L., Todd B.L., Espenshade P J. SREBP pathway responds to sterols and functions as an oxygen sensor in fission yeast // Cell. 2005. V. 120. P. 831-842.

77. Jarosz-Wilkolazka A., Fink-Boots M., Malarczyk E., Leonowicz A. Formaldehyde as a proof and response to various kind of stress in some Basidiomycetes // Acta Biologica Hungarica. 1998. V. 49 № 2-4. P. 393-403.

78. Jenkins D. E., Chaisson S. A., Matin A. Starvation-induced cross protection against osmotic challenge in Escherichia coli II J. Bacteriol. 1990. Vol. 172. №. 5. P. 2779-2781.

79. Jiang Y., Vasconcelles M.J., Wretzel S., Light A., Martin C.E., Goldberg M.A. MGA2 is involved in the low-oxygen response element-dependent hypoxic induction of genes in Saccharomyces cerevisiae II Mol. Cel. Biol. 2001. V. 21. №18. P. 6161-6169.

80. Johnston J. R., Mortimer R. K. Electrophoretic karyotyping of laboratory and commercial strains of Saccharomyces and other yeasts // Int. J. Syst. Bacteriol. 1986. V. 36. P. 569-572.

81. Junemann S., Wrigglesworth J.M. Cytochrome bd oxidase from Azotobacter vinelandii II J. Biol. Chem. 1995. V. 270. P. 16213-16220.

82. Kastaniotis A.J., Mennella T.A., Konrad C., Torres A.M., Zitomer R.S. Roles of transcription factor Mot3 and chromatin in repression of the hypoxic gene ANB1 in yeast // Mol. Cell. Biol. 2000. V. 20. P. 70887098.

83. Keleher C.A., Redd M.J., Schultz J., Carlson M., Johnson A.D. Ssn6-Tupl is a general repressor of transcription in yeast // Cell. 1992. V. 68. P. 709-719.

84. Knijnenburg T.A., de Winde J.H., Daran J.-M., Daran-Lapujade P., Pronk J.T., Reinders M.J.T., Wessels L.F.A. Exploiting combinatorial cultivation conditions to infer transcriptional regulation // BMC Genomics. 2007. V. 8 P. 25.

85. Koga Т., Sakamoto F., Yamoto A., Takumi K. Acid adaptation induces cross-protection against some environmental stresses in Vibrio parahaemolyticus II J. Gen. Appl. Microbiol. 1999. V. 45 P. 155-161.

86. Krantz M., Nordlander В., Valadi H., Johansson M., Gustafsson L., Hohmann S. Anaerobicity prepares Saccharomyces cerevisiae cells for faster adaptation to osmotic shock // Eukaryot. Cell. 2004. V. 3. №6. P. 1381-1390.

87. Kwast K.E., Burke P.V., Poyton R.O. Oxygen sensing and the transcriptional regulation of oxygen responsive genes in yeast // J. Exp. Biol. 1998. V. 201. P. 1177-1195.

88. Lai L.C., Kosorukoff A.L., Burke P.V., Kwast K.E. Metabolic-state-dependent remodeling of the transcriptome in response to anoxia and subsequent reoxygenation in Saccharomyces cerevisiae II Eukaryot. Cell. 2006. V. 5. № 9. p. 1468-1489.

89. Lamarlc Т., Rolcenes Т., McDougall J., Strom A.R. The complex bet promoters of Escherichia coli: regulation by oxygen (ArcA), choline (Betl), and osmotic stress // J. Bacteriol. 1996. V. 178.№6. P. 16551662.

90. Lan C., Lee H.C., Tang S., Zhang L. A novel mode of chaperone action: heme activation of Hapl by enhanced association of Hsp90 with the repressed Hsp70-Hapl complex II J. Biol. Chem. 2004. V. 279. P. 27607-27612.

91. Laplace J.M., Sauvageot N., Hartke A., Auffray Y. Characterization of Lactobacillus collinoides response to heat, acid and ethanol treatments //Appl. Microbiol. Biotechnol. 1999. V. 51 № 5. P. 659-663.

92. Laz T.M., Pietras D.F., Sherman F. Differential regulation of the duplicated iso-cytochrome с genes in yeast // Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 1984. V. 81. P. 4475-4479.

93. Leblanc L., Leroi F., Hartke A., Auffray Y. Do stresses encountered during the smoked salmon process influence the survival of the spoilingbacterium Shewanella putrefaciensl II Lett. Appl. Microbiol. 2000. V. 30 № 6. P. 437-442.

94. Lee H.C., Hon Т., Zhang L. The molecular chaperone Hsp90 mediates heme activation of the yeast transcriptional activator Hapl // J. Biol. Chem. 2002. V. 277. P. 7430-7437.

95. Lieckfeldt E., Meyer W., Borner T. Rapid identification and differentiation of yeasts by DNA and PCR fingerprinting // J. Basic Microbiol. 1993. V.33. P.413-25.

96. Lorca G.L., de Valdez G.F. The effect of suboptimal growth temperature and growth phase on resistance of Lactobacillus acidophilus to environmental stress // Cryobiology. 1999. V. 39. P. 144-149.

97. Macario A.J. L., Lange M., Ahring B.K., De Macario E.C. Stress genes and proteins in the Archaea II Microbiol. Mol. Biol. Rev. 1999. Vol. 63. No. 4 P. 923-967.

98. Mccann M. P. The role of katf in Escherichia coli starvation protein synthesis and stress survival // Ph.D. Thesis. 1993. Stanford University. 128 P.

99. Milani G., Jarmuszkiewicz W., Sluse-Goffart C.M., Schreiber A.Z., Vercesi A.E., Sluse F.E. Respiratory chain network in mitochondria of Candida parapsilosis: ADP/O appraisal of the multiple electron pathways // FEBS Lett. 2001. V. 508. P. 231-235

100. Moskvin O.V., Kaplan S., Gilles-Gonzalez M.A., Gomelsky M. Novel heme-based oxygen sensor with a revealing evolutionary history // J. Biol. Chem. 2007. V. 282. №39. P. 28740-28748.

101. Nanasombat S. Heat adaptation induced cross-protection against osmotic stress in Salmonella typhimurium DTI04 and its survival in dried foods // Ph.D. Thesis. 2001. University of Georgia. 109 P.

102. Nishi Т., Yagy T. Efflux of sodium ions by a Na+/H+ antiporter during salt stress in the salt-tolerant yeast Zygosaccharomyces rouxii II J. Gen. Appl. Microbiol. 1995. V. 41. № 1. P. 87-97.

103. Park J.J. Cellular responses to freeze-thaw stress // Ph. D Thesis. University of New South Wales (Australia). 2000.

104. Park S.H., Oh K.H., Kim C.K. Adaptive and cross-protective responses of Pseudomonas sp. DJ-12 to several aromatics and other stress shocks II Current Microbiology. 2001. V. 43 № 3. P. 176-181.

105. Parsell D.A., Lindquist S. The function of heat-shock proteins in stress tolerance: degradation and reactivation of damaged proteins // Annu. Rev. Genet. 1993. V. 27. P. 437-496.

106. Periago P.M., van Schaik W., Abee Т., Wouters J.A., Identification of proteins involved in the heat stress response of Bacillus cereus ATCC 14579 // Appl. Envir. Microbiol. 2002. V. 68. P. 3486-3495.

107. Rodriguez-Valera F., Ruiz-Berraquero F., Ramoz-Cormenzana A. Isolation of extreme halophiles from seawater // Apl. Envir. Microbiol. 1979. V. 38. P. 164-165.

108. Salmon K.A., Hung S.-P., Steffen N.R., Krupp R., Baldi P., Hatfield G.W., Gunsalusa R.P. Global gene expression profiling in Escherichia coli К12. Effects of oxygen availability and AcrA // J. Biol. Chem. 2005. V. 280. №15. P. 15084-15096.

109. Schmidt G., Zink R. Basic features of the stress response in three species of bifidobacteria: B.longum, B.adolescentis, and B. breve II Int. J. Food Microbiol. 2000 V. 55 P. 41-45.

110. Sertil O., Kapoor R., Cohen B.D., Abramova N., Lowry C.V. Synergistic repression of anaerobic genes by Mot3 and Roxl in Saccharomyces cerevisiae II Nucleic Acids Research. 2003. V. 31. № 20. P. 5831-5837.

111. Sertil O., Vemula A., Salmon S.L., Morse R.H., Lowry C.V. Direct role for the Rpd3 complex in transcriptional induction of the anaerobic dan/tir genes in yeast // Mol. Cell. Biol. 2007. V. 27. №6. P. 20372047.

112. Sousa E.E.S., Tuckerman J.R., Gonzalez G., Gilles-Gonzalez M.A. DosT and DevS are oxygen-switched kinases in Mycobacterium tuberculosis II Protein Sci. 2007. V. 16. P. 1708-1719.

113. Srinivasan S., Kjelleberg S. Signal-responsive carbon starvation genes of marine Vibrio angustum S14 // Abstracts of the General Meeting of the American Society for Microbiology. 2001. 101. P. 606.

114. Sugiyama K., Izawa S., Inoue Y. The Yaplp-dependent induction of glutathione synthesis in heat shock response of Saccharomyces cerevisiae И J. Biol. Chem. 2000. V. 275. № 20. P. 15535-15540.

115. Svensater G., Sjogreen В., Hamilton I.R. Multiple stress responses in Streptococcus mutans and the induction of general and stress-specific proteins //Microbiol.-UK. 2000. V. 146. Part 1. P. 107-117.

116. Taormina P. J., Beuchat L. R. Survival and heat resistance of Listeria monocytogenes after exposure to alkali and chlorine // Appl. Envir. Microbiol. 2001. V. 67 № 6. P. 2555-2563.

117. Todd B.L., Stewart E.V., Burg J.S., Hughes A.L., Espenshade P.J. Sterol regulatory element binding protein is a principal regulator of anaerobic gene expression in fission yeast // Mol. Cel. Biol. 2006. V. 26. №7. P. 2817-2831.

118. Tzamarias D., Struhl K. Distinct TPR motifs of Cyc8 are involved in recruiting the Cyc8-Tupl corepressor complex to differentially regulated promoters // Genes Dev. 1995. V. 9. P. 821-831.

119. Van Zyl P.J., Kilian S J., Prior B.A. The role of an active mechanism in glycerol accumulation during osmoregulation by Zygosaccharomyces rouxii II Appl. Microbiol. Biotechnol. 1990. V. 34 № 2. P. 231-235.

120. Varanasi U.S., Klis M., Mikesell P.B., Trumbly R.J. The Cyc8(Ssn6)-Tupl corepressor complex is composed of one Cyc8 and four Tupl subunits //Mol. Cell. Biol. 1996. V. 16. P. 6707-6714.

121. Veiga F., Arrabaca J.D., Sansonetty F., Ludovico P., Corte-Real M., Loureiro-Dias M.C. Energy coupled to cyanide-resistant respiration in the yeast Pichia membranifaciens and Debaryomyces hansenii IIFEMS Yeast Res. 2003. V. 3. P. 141-148.

122. Veiga A., Arrabaca J.D., Veiga F., Loureiro-Dias M.C. Cyanide-resistant respiration, a very frequent metabolic pathway in yeasts // FEMS Yeast Res. 2003. V. 3. P. 239-245.

123. Vriezen J.A.C., de Bruijn F.J., Niisslein K. Responses of Rhizobia to desiccation in relation to osmotic stress, oxygen, and temperature // Appl. Envir. Microbiol. 2007. V. 73. №11. P. 3451-3459.

124. Walker D.C., Girgis H.S., Klaenhammer T.R. The groESL chaperone operon of Lactobacillus johnsonii И Appl. Envir. Microbiol. 1999. V. 65 №7. P. 3033-3041.

125. Waterland R.A., Basu A., Chance В., Poyton R.O. The isoforms of yeast cytochrome с oxidase subunit V alter the in vivo kinetic properties of the holoenzyme // J. Biol. Chem. 1991. V. 266. P.- 41804186.

126. Webster K.A. Evolution of the coordinate regulation of glycolytic enzyme genes by hypoxia // J. Exp. Biol. 2003. V. 206. P. 2911-2922.

127. Winkler K., Kienle I., Burger M., Wagner L.-C., Holzier H. Metabolic regulation of the trehalose content of vegetative yeast // FEBS Lett. 1991. V. 291. №2. P. 269-272.

128. Woojin K.S., Perl L., Hyeon P.J., Tandianus J.E., Noel D.W. // Assessment of stress response of the probiotic Lactobacillus acidophilus. Current Microbiol. 2001. V. 43. № 5. P. 346-350.

129. Yarrow D. Methods for the isolation, maintenance and identification of yeasts // The yeasts, a taxonomic study. 1998. Elsevier. Ed. by Kurtsman С. P, Fell J.W. P. 77-100.

130. Zitomer R.S., Limbach M.P., Rodriguez-Torres A.M., Balasubramanian В., Deckert J., Snow P.M. Approaches to the study of Roxl repression of the hypoxic genes in the yeast Saccharomyces cerevisiae II Methods. 1997. V. 11. P. 279-288.

131. Zitomer R.S., Lowry C.V. Regulation of gene expression by oxygen in Saccharomyces cerevisiae II Microbiol. Reviews. 1992. V. 56. №1. P. 1-11