Структурно-функциональная организация D-плазмид штаммов рода Raoultella тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 03.00.03, кандидат биологических наук Жарикова, Наталья Владимировна

• Жарикова, Наталья Владимировна
• кандидат биологических наук
• 2005

Оглавление диссертации кандидат биологических наук Жарикова, Наталья Владимировна

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

Плазмидные системы биодеградации хлорированных ароматических соединений

1.1. Плазмиды бактерий

1.2. Организация и эволюция путей катаболизма хлорароматических соединений

1.3. Ключевые гены и ферменты верхних путей катаболизма хлорфеноксиуксусных кислот

1.4. Ключевые гены и ферменты нижних путей катаболизма хлорфеноксиуксусных кислот

1.5. Плазмида pJP4 - модельная плазмида деградации 2,4-Д

ГЛАВА 2. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

2.1. Объекты исследований

2.2. Получение чистых культур штаммов-деструкторов

2.3. Идентификация штаммов 38 (* 2.3.1. Классификация штаммов по культурально-морфологическим и физиолого-биохимическим признакам

2.3.2. Определение морфологических и морфометрических характеристик клеток методом электронной микроскопии

2.3.3. Молекулярно-биологическая идентификация штаммов на основе секвенирования гена 16S рРНК

2.3.3.1.Выделение и характеристика суммарной ДНК

2.3.3.2. Амплификация, секвенирование и анализ последовательностей генов 16SpPHK

2.4. Рост культур в жидкой питательной среде и его учет

2.5. Определение количеств хлорированных феноксиуксусных кислот в культуральной жидкости

2.6. Идентификация продуктов метаболизма хлорированных феноксиуксусных кислот

2.7. Выделение плазмидной ДНК

2.8. Фракционирование препаратов ДНК в агарозном геле

2.9. Обработка препаратов плазмид рестриктазами и определение размеров фрагментов ДНК

2.10. Элиминация плазмид, индуцированная акридиновым оранжевым

2.11. Определение устойчивости бактерий к антибиотикам и тяжелым металлам р 2.12. Трансформация штаммов

2.12.1. Приготовление компетентных клеток

2.12.2. Трансформация компетентных клеток плазмидной ДНК

2.13. Конъюгация клеток бактерий

2.14. Гибридизация препаратов ДНК на фильтре

2.14.1. Получение радиоактивного зонда методом замещения нуклеотидов

2.14.2. Иммобилизация плазмидной ДНК на нитроцеллюлозном fa фильтре

2.14.3. Дот-блот гибридизация препаратов ДНК на нитроцеллюлозном фильтре

2.15. Физико-химические свойства и область применения хлорфеноксиуксусных кислот (4-ХФУК, 2,4-Д, 2,4,5-Т)

ГЛАВА 3. РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ

3.1.Идентификация штаммов 33-4ch, 36D и 36Т на основе морфолого-морфометрических, физиолого-биохимических признаков и анализа последовательностей генов 16S рРНК и 3.1.1. Морфолого-морфометрические признаки штаммов

3.1.2. Физиолого-биохимические признаки штаммов

3.1.3. Анализ последовательностей генов 16S рРНК штаммов

33-4ch, 36D и 36Т

3.2. Динамика конверсии молекул хлорфеноксиуксусных кислот R. planticola 33-4ch, R. planticola 36D и R. planticola 36T в периодической культуре

3.3. Анализ этапов катаболизма хлорфеноксиуксусных кислот штаммов R. planticola 33-4ch, R. planticola 36D и R. planticola 36T

3.4. Анализ плазмидного статуса клеток штаммов R. planticola 33-4ch,

R. planticola 36D и R. planticola 36T

3.5. Участие плазмид pRP33-4ch, pRP36D и pRP36T в генетическом контроле деградации хлорфеноксиуксусных кислот

3.6. Локализация детерминант резистентности к антибиотикам и солям тяжелых металлов на плазмид ах pRP33-4ch, pRP36D и pRP36T

3.7. Горизонтальный перенос плазмид RP33-4ch, pRP36D и pRP36T и экспрессия функций катаболизма и резистентности к антибиотикам и тяжелым металлам в других хозяевах

3.8. Дот-блот гибридизация препаратов плазмид pRP33-4ch, pRP36D, pRP36T и pJP

ВЫВОДЫ

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Структурно-функциональная организация D-плазмид штаммов рода Raoultella»

Актуальность проблемы. В современном мире хлорированные ароматические соединения широко используются в качестве компонентов пестицидов, хладагентов, красителей, растворителей, лекарств, в их составе поступают в окружающую среду. Большинство таких соединений опасны для человека и животных, а некоторые из них, например, хлорфеноксиуксусные кислоты, применяемые в качестве пестицидов и гербицидов, используются именно вследствие своей токсичности.

Известно, что микробная деградация является основным процессом, приводящим к разрушению сложно утилизируемых соединений в природных условиях. Штаммы бактерий, изолированные из загрязненных биотопов, обладают высоким метаболическим потенциалом и генетической пластичностью, которая в значительной степени обусловлена наличием в их геномах внехромосомных элементов - плазмид. Автономно существуя в бактериальных клетках-хозяевах, плазмиды способны к длительному самоподдержанию, саморегуляции и самовоспроизведению. Конъюгативность или трансмиссивность многих плазмид, заключающаяся в их способности к переходу от одних клеток-хозяев к другим, является одним из важнейших свойств этих внехромосомных элементов. Представляется (* закономерным, что формирование и дальнейшая эволюция новых субстратных специфичностей у прокариот происходит, как правило, на уровне плазмидных генов, контролирующих первичные этапы окисления субстратов, в то время как гены центральных путей часто имеют хромосомную локализацию (Ribbons, Eaton, 1982).

До недавнего времени исследования разнообразия молекулярно-генетических систем катаболизма хлорфеноксиуксусных кислот касались в основном плазмиды деградации 2,4-дихлорфеноксиуксусной кислоты (2,4-Д) pJP4 штамма Ralstonia eutropha JMP134 (Don et al., 1985; Kasberg et al., 1995; Plumeier et al., 2002) и ее гомологов. Вместе с тем, организация большинства [ плазмид катаболизма хлорфеноксиуксусных кислот до сих пор остается неизвестной. Несомненно, что изучение структурной организации новых D-плазмид, выделенных из природных штаммов, будет способствовать более глубокому пониманию эволюционных процессов, лежащих в основе возникновения и становления путей биодеградации ксенобиотиков, в том числе, хлорфеноксиуксусных кислот. Кроме того, исследование микробиологических процессов деградации на молекулярном уровне имеет важное экологическое значение с точки зрения возможного целенаправленного использования бактерий и их генетического пула в технологиях очистки окружающей среды нового поколения. Цель и задачи исследования.

Целью настоящей работы являлось выявление особенностей структурно-функциональной организации плазмидных систем деградации хлорфеноксиуксусных кислот новых природных штаммов бактерий, выделенных из загрязненных биотопов.

Задачи:

1. идентифицировать штаммы-деструкторы хлорфеноксиуксусных кислот, в соответствии с молекулярным критериям систематики;

2. исследовать пути метаболизма молекул хлорфеноксиуксусных кислот и получить количественные и качественные характеристики процессов конверсии субстрата;

3. выявить роль плазмид в генетическом контроле деградации хлорфеноксиуксусных кислот;

4. изучить структурно-функциональные особенности D-плазмид катаболизма хлорфеноксиуксусных кислот, а именно:

4.1. установить размер и характер полиморфизма длин рестрикционных фрагментов плазмид;

4.2. показать плазмидное детерминирование процессов деградации хлорфеноксиуксусных кислот, а также устойчивости к антибиотикам и солям тяжелых металлов;

4.3. определить возможность горизонтального переноса плазмид и их экспрессии в разных бактериальных хозяевах;

4.4. выявить уровень гомологии плазмид с модельной плазмидой pJP4 штамма Ralstonia eutropha JMP134.

Объекты исследований. Объектами исследования служили природные штаммы бактерий, выделенные из почв, подвергавшихся длительному воздействию факторов нефтехимического производства.

Научная новизна исследования. Выделены новые штаммы бактерий-деструкторов 4-хлорфеноксиуксусной (4-ХФУК), 2,4дихлорфеноксиуксусной (2,4-Д) и 2,4,5-трихлорфеноксиуксусной (2,4,5-Т) кислот. Установлено, что последовательности генов 16S рРНК штаммов идентичны и наиболее близки к последовательности типового штамма Raoultella planticola. На примере R. planticola 33-4ch, R. planticola 36D и R. planticola 36T впервые описаны процессы использования молекул 4-ХФУК, 2,4-Д, 2,4,5-Т в качестве единственного источника углерода и энергии для представителей рода Raoultella. Среди метаболитов деградации были выявлены хлорфеноксиуксусная (для 2,4-Д и 2,4,5-Т), феноксиуксусная (для 4-ХФУК, 2,4-Д, 2,4,5-Т) и 3-метил-2,6-диоксо-4-гексеновая кислоты (для 4-ХФУК, 2,4-Д, 2,4,5-Т). Эти данные свидетельствуют о наличии общего пути деградации этих хлорфеноксиуксусных кислот. Установлено, что процесс деградации хлорфеноксиуксусных кислот у штаммов R. planticola 33-4ch, R. planticola 36D и R. planticola 36T находится под контролем плазмид, которые получили следующие обозначения: pRP33-4ch, pRP36D и pRP36T. Поэтому плазмиды pRP33-4ch, pRP36D и pRP36T были квалифицированы как новые плазмиды деградации (или D-плазмиды). Обнаружен полиморфизм вышеуказанных плазмид по ВатН I -, Hind III - и Pst I - сайтам рестрикции и определены их размеры, которые составили для pRP33-4ch и pRP36T

• 110тпн, а для pRP36D - 127 тпн. Выявлено, что на исследованных плазмидах, помимо генов катаболизма хлорфеноксиуксусных кислот, локализованы детерминанты резистентности к антибиотикам и солям тяжелых металлов. Установлено, что плазмиды pRP33-4ch, pRJP36D и pRP36T являются конъюгативными и способны экспрессировать катаболические функции деградации хлорированных феноксиуксусных кислот, а также функции резистентности к антибиотикам и солям тяжелых металлов в другом бактериальном хозяине. Выявлено, что исследованные плазмиды не имеют существенной гомологии с плазмидой деградации 2,4-Д pJP4 Ralstonia eutropha JMP134.

Практическая значимость работы. Полученные данные раскрывают особенности строения мо л екулярно-генетических систем катаболизма хлорированных феноксиуксусных кислот и вносят существенный вклад в понимание процессов формирования и эволюционирования путей биодеградации ксенобиотиков. Сведения о новых D-плазмидах расширяет представления о молекулярных механизмах адаптации бактерий к утилизации синтетических субстратов, которые ранее не присутствовали в окружающей среде. Выделенные штаммы и их плазмиды могут быть применены для создания новых штаммов-деструкторов in vitro, а также в разработках технологий очистки окружающей среды нового поколения.

Апробация работы. Результаты исследований докладывались и обсуждались в ходе работы VIII-го Экологического конгресса (Корея, 2002), Первого конгресса европейских микробиологов (Словения, 2003), конференции ELSO (Германия, 2003), 1-го Международного конгресса «Биотехнология - состояние и перспективы развития» (Москва, 2002), 2-го Международного Семинара-школы «Масс-спектрометрия в химической физике, биофизике и экологии» (Москва, 2004), 7-ой и 9-ой Международной Пущинской школы-конференции молодых ученых «Биология - наука XXI века» (Пущино, 2003, 2005), международной конференции «Проблемы биодеструкции техногенных загрязнителей окружающей среды» (Саратов, 2005).

Гранты. Работа была проведена при содействии Программы Президиума РАН «Поддержка молодых ученых», РФФИ №02-04-97911, и трех Грантов ФЦП «Интеграция науки и высшего образования России», в том числе, исследовательского гранта Э0029, гранта № 3 4312 на проведение стажировки и гранта № Д 3278/12742003 для участия в работе Первого Конгресса европейских микробиологов (Словения, Любляна 2003г).

Публикации. Результаты диссертации изложены в 10 печатных работах.

Структура и объем работы. Работа состоит из введения, обзора литературы, описания материалов и методов, изложения результатов и их обсуждения, выводов, списка цитированной литературы. Диссертация изложена на 114 страницах, содержит 20 рисунков и 11 таблиц. Библиография включает 171 наименование, из них 12 отечественных и 159 зарубежных.

Заключение диссертации по теме «Молекулярная биология», Жарикова, Наталья Владимировна

выводы

1. Выделены новые штаммы-деструкторы, отнесенные согласно молекулярным критериям систематики к роду Raoultella виду planticola.

2. Впервые установлены этапы метаболизма 4-ХФУК, 2,4-Д и 2,4,5-Т для штаммов R. planticola. Показано, что катаболизм 4-ХФУК, 2,4-Д и 2,4,5-Т этих штаммов происходит с образованием хлорфеноксиуксусной, феноксиуксусной и 3-метил-2,б-диоксо-4-гексеновой кислот.

3. Впервые идентифицированы и определены размеры плазмид штаммов-деструкторов Raoultella planticola 33-4ch, Raoultella planticola 36D и Raoultella planticola 36T, получивших следующие обозначения: pRP33-4ch, pRP36D и pRP36T, соответственно.

4. Показано, что на плазмидах pRP33-4ch, pRP36D и pRP36T расположены генетические детерминанты конверсии молекул хлорфеноксиуксусных кислот, устойчивости к антибиотикам и солям тяжелых металлов, что позволило классифицировать данные плазмиды как новые D-плазмиды бактерий.

5. Выявлено, что плазмиды pRP33-4ch, pRP36D и pRP36T способны к горизонтальному переносу и экспрессии функций катаболизма хлорфеноксиуксусных кислот, резистентности к антибиотикам и солям тяжелых металлов в других бактериальных хозяевах.

6. Установлено, что плазмиды pRP33-4ch, pRP36D и pRP36T имеют существенные структурно - функциональные отличия от плазмиды pJP4 Ralstonia eutropha JMP134.

Список литературы диссертационного исследования кандидат биологических наук Жарикова, Наталья Владимировна, 2005 год

1. Albiger В., Hubert J.C., Lett М.С. Identification of the plasmid-mobilization potential of the strain Klebsiella pneumoniae ozenae KIIIA isolated from a polluted aquatic environment I I Plasmid. 1999. - V. 41. - № 1.-P. 30-39.

2. Assinder S.J., Williams P.A. The TOL plasmids: determinants of the catabolism of toluene and xylenes // Adv. Microbiol. Physiol. 1990. -V. 31.-P. 1-69.

3. Bacterial ion transport / Eds. B.P. Rosen, S. Silver. New York: Academic Press. - 1987. - 125p.

4. Bagley S., Seidler R.J., Brenner D.J. Klebsiella planticola sp. nov.: a new species of Enterobacteriaceae found primarily in nonclinical environments // Curr. Microbiol. 1981. - V. 6. - P. 105-109.

5. Balajee S., Mahadevan A. Influence of chloroaromatic substances on the biological activity of Azotobacter chroococcum II Chemosphere. -1990.-V. 21.-№ 1-2.-P. 51-56.

6. Beadle C.A., Smith A.R. The purification and properties of 2,4-dichlorphenol hydroxylase from a strain of Acinetobacter species. // Eur. J. Biochem. 1982. - V. 123. - P. 323-332.

7. Bollag J.-M., Helling C.S. and Alexander M. 2,4-D metabolism. Enzymatic hydroxylation of chlorinated phenols // J. Agr. Food Chem. 1968.-№ 16. - P. 826-828.

8. Bouanchaud D.H., Scavizzi M.R., Chabbert Y.A. Elimination by ethidium bromide of antibiotic resistance in Enterobacteria and Staphylococci II J. Gen. Microbiol. 1968. - V.54. - Pt. 3. - P. 417.

9. Brenner D.J., Falkow S. Molecular relationships among members of the Enterobacteriaceae II Adv. Genet. 1971. - V. 16. - P. 81-118.

10. Broderick J.B., O'Halloran T.V. Overprodaction, purification, and characterization of chlorocatechol dioxygenase, a none-heme iron dioxygenase with broad substrate tolerance. // Biochem. 1991. -V. 30. - P. 7349-7358.

11. Broderiick J.B. Catechol dioxygenases // Essay Biochem. 1999. -V. 34.-P. 173-89.

12. Burlage R.S., Bemis L.A., Layton A.C., Sayler G.S., Larimer F. Comparative genetic organization of incompatibility group degradative plasmids // J. Bacteriol. 1990. - V. 172. - P. 6818-6825.

13. Chang H.R., Loo L.H., Jeyaseelan K., Earnest L., Stackebrandt E. Phylogenetic relationships of Salmonella typhi and Salmonella typhimurium based on 16S rRNA sequence analysis // Int. J. Syst. Bacteriol. 1997. - V. 47. - № 4. . p. 1253-1254.

14. Chen Y-C. J., Peoples O.P., Walsh C.T. Acinetobacter cyclohexanone monooxygenase: gene cloning and sequence determination // J. Bacteriol. 1988. - V. 170. - P. 781-789.

15. Christensen H., Nordentoft S., Olsen J.E. Phylogenetic relationships of Salmonella based on rRNA sequences // Int. J. Syst. Bacteriol. 1998. -V. 48.-№2.-P. 605-610.

16. Coenye Т., Henry D., Speert D.P., Vandamme P. Burkholderia phenoliruptrix sp. nov., to accommodate the 2,4,5-trichlorophenoxyacetic acid and halophenol-degrading strain AC 1100 // Syst. Appl. Microbiol. 2004. - V. 27. - № 6. - P. 623-627.

17. Dagley S. Catabolism of aromatic compounds by microorganisms // Adv. Microbiol. Physiol. 1971. - V. 6. - P. 1-76.

18. Danganan C.E., Shankar S., Ye R.W., Chakrabarty A.M. Substrate diversity and expression of the 2,4,5-trichlorophenoxyacetic acid oxygenase from Burkholderia cepacia AC 1100 // Appl. Environ. Microbiol. 1995. - V. 61. - № 12. - P. 4500-4504.

19. Daubaras D.L., Saido K., Chakrabarty A.M. Purification of hydroxyquinol and maleylacetate reductase: the lower pathway of 2,4,5-trichlorophenoxyacetic acid metabolism by Burkholderia cepacia

20. АС1100 // Appl. Environ. Microbiol. 1996. - V. 62. - № 11. -P. 4276-4279.

21. Dauga C., Grimont F., Grimont P.A. Nucleotide sequences of 16S rRNA from ten Serratia species // Res. Microbiol. 1990. - V. 141. -№9. .p. U39-1149.

22. Dawson J.H. Probing structure-function relation in hemecontaining oxygenases and peroxidases // Science. 1988. - V. 240. - P. 433-439.

23. Don R.H., Weightman A.J. Transposon mutagenesis and cloning analysis of the pathways for degradation of 2.4-dichlorophenoxyacetic acid and 3-chlorobenzoate in Alcaligenes eutrophus JMP 134 (pJP4) // J. Bacteriol. 1985. - V. 161. - P. 85-90.

24. Edwards U., Rogall Т., Bloeker H., Ende M.D., Boeettge E.C. Isolation and direct complete nucleotide determination of entire genes, characterization of gene coding for 16S ribosomal RNA //Nucl. Acids. Res. 1989. - V. 17. - P. 7843-7853.

25. Eichhorn E, van der Ploeg J.R., Kertesz M.A., Leisinger T. Characterization of alpha-ketoglutarate-dependent taurine dioxygenase from Escherichia coli II J. Biol. Chem. 1997. - V. 272. - №37. -P. 23031-23036.

26. Entsch В., van Berkel W.J.H. Structure and mechanism of parahydroxybenzoate hydroxylase // FASEB journal. 1995. - V. 9. -P. 476-483.

27. Ferragut С., Izard D., Gavini F., Kersters K., DeLey J., Leclerc H. Klebsiella trevisanii: a new species from water and soil // Int. J. Syst. Bacteriol. 1983. - V. 33. - P. 133-142.

28. Fetzner S., Lingens F., Bacterial degalogenases: biochemestry, genetics, and biotechnological applications // Microbiol. Rev. 1994. -V. 58.-№4. - P. 641-685.

29. Frantz В., Chakrabarty A.M. Organization and nucleotide sequence determination of a gene cluster involved in 3-chlorocatechol degradation // Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 1987. - V. 84. - P. 4460-4464.

30. Friedrich В., Meyer M., Schlegel H.G. Transfer and expression of the herbicide-degrading plasmid pJP4 in aerobic autotrophic bacteria // Arch. Microbiol. 1983. - V. 134. - P. 92-97.

31. Fukuda K., Nagata S., Taniguchi H. Isolation and characterization of dibenzofuran-degrading bacteria // FEMS Microbiol. Lett. 2002. -V. 208.-№2.-P. 179-185.

32. Fukumori F., Hausinger R.P. Alcaligenes eutrophus JMP134 "2,4-dichlorophenoxyacetate monooxygenase" is an alpha-ketoglutarate-dependent dioxygenase // J. Bacteriol. 1993a. - V. 175. - № 7. - P. 2083-2086.

33. Fukumori F., Hausinger R.P. Purification and characterization of 2,4-dichlorophenoxyacetate/alpha-ketoglutarate dioxygenase // J. Biol. Chem. 1993b. - V. 268. - № 32. - P. 24311-24317.

34. Fulthorpe R.R., McGowan C., Maltseva O.V., Holben W.E., Tiedje. 2,4-Dichlorophenoxyacetic acid-degrading bacteria are mosaics of catabolic genes //Appl. Environ. Microbiol. 1995. - V. 61. - P. 3274-3281.

35. Gavini F., Leclerc H., Lefebvre В., Ferragut C., Izard D. Etude taxonomique d'enterobacteries appurtenant ou apparentees au genre Klebsiella II Ann. Microbiol. (Inst Pasteur). 1977. - V. 128B. - P. 45-49.

36. Ghosal D., You I.S., Chakrabarty A.M. Microbial degradation of halogenated compounds // Science. 1985. - V. 228. - №4696. -P. 135-228.

37. Gisi M.R., Xun L. Characterization of chlorophenol 4-monooxygenase (TftD) and NADH:flavin adenine dinucleotide oxidoreductase (TftC) of Burkholderia cepacia AC 1100 // American Society for Microbiology. 2003. - V. 185. - № 9. - P. 2786-2792.

38. Haggblom M. Mechanisms of bacterial degradation and transformation of chlorinated monoaromatic compounds // J. Basic. Microbiol. 1990. -V. 30.-№2.-P. 115-141.

39. Haghes E.J., Shapiro M.K., Houghton J.E., Ornston L.N. Cloning and expression of pea genes from Pseudomonas putida in Escherichia coli //J. Gen. Microbiol. 1988. - V. 134. - P. 2877-2887.

40. Harada H., Oyaizu H., Ishikawa H. A consideration about the origin of aphid intracellular symbiont in connection with gut bacterial flora // J. Gen. Appl. Microbiol. 1996. - V. 42. - P. 17-26.

41. Harayama S., Кок M., Neidle E.L. Functional and evolutionary relationships among diverse oxygenases // Ann. Rev. Microbiol. -1992.-V. 46.-P. 565-601.

42. Harayama S., Rekik M. Bacterial aromatic ring-cleavage enzymes are classified into two different gene families // J. Biol. Chem. 1989. -V. 264.-P. 15328-15333.

43. Harayama S., Rekik M., Bairoch A., Neidle E.L., Ornston L.N. Potential DNA slippage structures acquired during evolutionary divergence of Acinetobacter calcoaceticus chromosomal benABC and98

44. Pseudomonas putida TOL pWWO plasmid xylXYZ genes encoding benzoate dioxygenases // J. Bacteriol. 1991. - V. 173. - P. 7540-7548.

45. Harwood C.S., Parals R.E. The р-ketoadipate pathway and the biology of self-identity // Ann. Rev. Microbiol. 1996. - V. 50. - P. 553-590.

46. Hauben L., Moore E.R., Vauterin L., Steenackers M., Mergaert J., Verdonck L., Swings J. Phylogenetic position of phytopathogens within the Enterobacteriaceae II Syst. Appl. Microbiol. 1998. - V. 21. -№3.-P. 384-397.

47. Haugland R.A., Schlemm D.J., Lyons R.P., Sferra P.R., Chakrabarty A.M. Degradation of the chlorinated phenoxyacetate herbicides 2,4-D and 2,4,5-T by pure and mixed bacterial culture // Appl. Environ. Microbiol. 1990. - V. 56. - № 5. - P. 1357-1362.

48. Heesche-Wagner K., Schwarz Т., Kaufmann M. Phenol degradation by an enterobacterium: a Klebsiella strain carries a TOL-like plasmid and a gene encoding a novel phenol hydroxylase // Can. J. Microbiol. -1999. V. 45. - № 2. - P. 162-171.

49. Hofrichter M., Gunter Т., Fritsche W. Metabolism of phenol, chloro-and nitrophenols by the Penicillium strain Bi7/2 isolated from contaminated soil // Biodegradation. 1992/1993. - V. 3. - P. 415-422.

50. Hogan D.A, Auchtung T.A, Hausinger R.P. Cloning and characterization of a sulfonate/alpha-ketoglutarate dioxygenase from Saccharomyces cerevisiae II J. Bacteriol. 1999. - V. 181. - № 18. - P. 5876-5879.

51. Hogan D.A., Buckley D.H., Nakatsu C.H., Schmidt T.M., Hausinger R.P. Distribution of the tfdA gene in soil bacteria that do not degrade 2,4-dichlorophenoxyacetic acid (2,4-D) I I Microb. Ecol. 1997. -V. 34. - № 2. - P. 90-96.

52. Horvath R.S. Microbial cometabolism of 2,4,5-trichlorophenoxyacetic acid // Bull. Environ. Contam. and Toxicol. 1970. - V. 5. - P. 537-541.

53. Hotopp J.C.D., Hausinger R.P. Alternative substrate of 2,4-dichlorophenoxyacetate/a-ketoglutarate dioxygenase // Journal. Molecular. Catalysis. B: Enzymatic. 2001. - V. 15. - P. 155-162.

54. Hughes E.J., Shapiro M.K., Houghton J.E., Ornston L.N. Cloning and expression of pea genes from Pseudomonas putida in Escherichia coli II J. Gen. Microbiol. 1988. - V. 134. - P. 2877-2887.

55. Ibrahim A., Goebel B.M., Liesack W., Griffith M., Stackebrandt E. The phylogeny of the genus Yersinia based on 16S rDNA sequences // FEMS Microbiol. Lett. 1994. - V. 112. - P. 435-438.

56. Izard D., Ferragut C., Gavini F., Kersters K., DeLey J., Leclerc H. Klebsiella terrigena, a new species from soil and water I I Int. J. Syst. Bacteriol.- 1981.-V. 31.-P. 116-127.

57. Jain K., Radsak K., Mannheim W. Differentiation of the Oxytocum group from Klebsiella by deoxyribonucleic acid hybridization // Int. J. Syst. Bacteriol. 1974. - V. 24. - P. 402-407.

58. Kahnert A., Kertesz M.A. Characterization of a sulfur-regulated oxygenative alkylsulfatase from Pseudomonas putida S-313 // J. Biol. Chem. 2000. - V. 275. - № 41. - P. 31661-31667.

59. Karhammer В., Kukor J.J., Olsen R.N. Regulation of tfdCDEF by tfdR of 2,4-dichlorphenoxyacetic acid degradation plasmid pJP4 // J. Bacteriol. 1990. - V. 172. - P. 2280-2286.

60. Karhammer В., Olsen R.N. Cloning and characterization of tfdS, the repressor-activator gene of tfdB, from the 2,4-D catabolic plasmid pJP4 //J. Bacteriol. 1990. - V. 172. - № 10. - P. 5856-5862.

61. Kasberg Т., Daubaras D.L., Chakrabarty A.M., Kinzelt D., Reineke W. Evidence that operons tcb, tfd, and clc encode maleylacetate reductase, the fourth enzyme of the modified ortho pathway // J. Bacteriol. 1995. -V. 177.-P. 3885-3889.

62. Kaschabek S.R., Reineke W. Maleylacetate reductase of Pseudomonas sp. strain B13: specificity of substrate conversion and halide elimination // J. Bacteriol. 1995. - V. 177. - № 2. - P. 320-325.

63. Kilpi S., Backstrom V., Korhola M. Degradation of 2-methyl-4-chlorophenoxyacetic acid (MCPA), 2,4-dichlorophenoxyacetic acid (2,4-D), benzoic acid and salicylic acid by Pseudomonas sp. HV3 // FEMS Microbiol. Lett. 1980. - V. 8. - P. 177-182.

64. Kinkle B.K., Sadowsky M.J., Schmidt E.L., Koskinen W.C. Plasmids pJP4 and pR68.45 can be transferred between populations of bradyrhizobia in nonsterile soil // Appl. Environ. Microbiol. 1993. -V. 59.-P. 1762-1766.

65. Kivisaar M., Kasak L., Nurk A. Sequence of the plasmid-encoded catechol 1,2-dioxygenase-expressing gene, pheB, of phenol-degrading Pseudomonas sp. strain EST 1001 // Gene. 1991. - V. 98. - P. 15-20.т>

66. Kuhm E.P., Townsend G.T., Suflita J.M. Effect of sulfate and organic carbon supplements on reductive dehalogenation of chloroanilines in anaerobic aquifer slurries // App. Environ. Microbiol. 1990. - V. 56. -P. 2630-2637.

67. Kukor J.J., Olsen R.H., Slak J.S. Recruitment of chromosomally encoded maleylacetate reductase for degradation of 2,4-D by plasmid pJP4 // J. Bacteriol. 1989. - V. 171. -№ 6. - P. 3385-3390.

68. Kwon S.W., Go S.J., Kang H.W., Ryu J.C., Jo J.K. Phylogenetic analysis of Erwinia species based on 16S rRNA gene sequence // Int. J. Syst. Bacteriol. 1997. - V. 47. - P. 1061-1067.

69. Lawrence J.C., Roth J.R., Selfish operons: horizontal transfer may drive the evolution of gene clusters // Gen. 1996. - V. 143. - P. 1843-1860.

70. Leahy J.G., Batchelor P.J., Morcomb S.M. Evolution of the soluble diiron monooxygenases // FEMS Microb. Rev. 2003. V. 27. - P 449479.

71. Leveau J.H., Konig F., Fuchslim H., Werlen C., van der Meer J.R. Dynamics of multigene expression durihg catabolic adaptation of

72. Ralstonia eutropha JMP134 (pJP4) to the herbicide 2,4-dichlorophenoxyacetate // Mol. Microbiol. 1999. - V. 33. - P. 396-406.

73. Leveau J.H., van der Meer J.R. Genetic characterization of insertion sequence ISJP4 from Ralstonia eutropha JMP134 // Gen. 1997. -V. 202.-P. 103-114.

74. Leveau J.H., Zehnder A.J.B., van der Meer J.R. The tfdK gene product facilitates uptake of 2,4-dichlorophenoxyacetate by Ralstonia eutropha JMP134 (pJP4) // J. Bacteriol. 1998. - V. 180. - P. 2237-2243.

75. Madsen Т., Licht D. Isolation and characterization of an anaerobic chlorphenol-transforming bacterium // Appl. Environ. Microbiol. -1992. V. 58. - № 9. - P. 2874-2878.

76. Markus A., Klages U., Krauss S., Lingens F. Oxidation and dehalogenation of 4-chlorophenolacetate by a two-component enzyme system from Pseudomonas sp. strain CBS3 // J. Bacteriol. 1984. -V. 160.-P. 618-621.

77. Markus A.D., Krekel A., Lingens F. Purification and some properties of component A of the 4-chlorophenylacetate 3,4-dioxygenase from Pseudomonas species strain CBS3 // J. Biol. Chem. 1986. - V. 261. -P. 12883-12888.

78. Marr J., Kremer S., Sterner О., Anke H. Transformation and mineralization of halophenols by Penicillium simplicissimum SK9117 // Biodegradation. 1996. - V. 7. - № 2. - P. 165-171.

79. Martin G., Dijols S., Capeillere-Blandin C., Artaud I. Hydroxylation reaction catalyzed by the Burkholderia cepacia AC1100 bacterial strain involvement of the chlorophenol-4-monooxygenase // Eur. J. Biochem. 1999.-V. 261.-P. 533-538.

80. Mason J.R., Cammack R. The electron-transport proteins of hydroxylating bacterial dioxygenases // Annu. Rev. Microbiol. 1992. -V. 46. - P. 277-305.

81. Massey V. Activation of molecular oxygen by flavin and flavoproteins // J. Biol. Chem. 1994. - V. 269. - № 36. - P. 22459-22462.

82. Matrubutham U., Harker A.R. Analysis of duplicated gene sequences associated with tfdR and tfdS in Alcaligenes eutrophus JMP134 // J. Bacteriol. 1994. - V. 176. - P. 2348-2353.

83. Moiseeva O.V., Belova O.V., Solyanikova I.P., Schlomann M., —-^.Golovleva L.A. Enzymes of a new modified ortho-pathway utilizing 2chlorophenol in Jlhodococcus opacus 1CP' //Biochemistry. 2001. V. 66. - P. 548-555.

84. Nakatsu C.H., Wyndham R.C. Cloning and expression of the transposable chlorobensoate 3,4-dioxygenase genes of Alcaligenes sp. strain BR60 // Appl. Environ. Microbiol. 1993. - V. 59. - P. 3625-3633.

85. Ngai K.L., Ornston L.N. Abundant expression of Pseudomonas genes for chlorocatechol metabolism // J. Bacteriol. 1988. - V. 170. - № 5. -P. 2412-2413.

86. Nomura Y., Nakagawa M., Ogawa N., Harashima S., Oshima Y. Genes in Pht plasmid encoding the initial degradation pathway of phthalate in Pseudomonasputida И J. Ferment. Bioeng. 1992. - V. 74. - P. 333-344.

87. Novick R.P. Extrachromosomal inheritance in bacteria // Bacteriol. Rev. 1969. - № 33. - P. 210-263.

88. Nurk A., Kasak L., Kivisaar M. Sequence of the gene (phe A) encoding phenol monooxygenase from Pseudomonas sp. EST1001: expression in Escherichia coli and Pseudomonas putida II Gene. 1991. - V. 102. -№ l.-P. 13-18.

89. Overhage J., Sielker S., Homburg S., Parschat K., FetznerS. Identification of large linear plasmids in Arthrobacter spp. encodingthe degradation of quinaldine to anthranilate // Microbiology. 2005. -V. 151. - Pt. 2. - P. 491-500.

90. Partridge S.R., Hall R.M. Complex multiple antibiotic and mercury resistance region derived from the r-det of NR1 (R100) // Antimicrob. Agents. Chemother. 2004. - V. 48. - № 11. - P. 4250-4255.

91. Perkins E.J., Gordon M.P., Caceres O., Lurquia P.F. Organization and sequence analysis of the 2,4-dichlorophenol hydroxylase and dichlorocatechol oxidative operons of plasmid pJP4 // J. Bacteriol.1990.-V. 172.-P. 2351-2359.

92. Plumeier I., Perez-Pantoja D., Heim S., Gonzalez В., Pieper D.H. Importance of different tfd genes for degradation of chloroaromatics by Ralstonia eutropha JMP134 // J. Bacteriol. 2002. - V. 184. - P. 4054-4064.

93. Powlowski J., Shingler V. Genetics and biochemistry of phenol degradation by Pseudomonas sp. CF600 // Biodegradation. 1994. V. 5.-P. 219-236.

94. Radjendirane V., Bhat M.A., Vaidyanathan C.S. Affinity purification and characterization of 2,4-dichlorophenol hydroxylase from Pseudomonas cepacia // Archives of biochemistry and biophysics.1991. V. 288. - № 1. - P. 169-176.

95. Reineke W., Knackmuss H-J. Microbial degradation of haloaromatics // Annu. Rev. Microbiol. 1988. - V. 42. - P. 263-287.

96. Reineke W., Knackmuss H-J. Microbial metabolism of haloaromatics: isolation and propertiees of a chlorobenzene-degrading bacterium // App. Environ. Microbiol. 1984. - V. 47. - P. 395-402.

97. Saari R.E., Hausinger R.P. Ascorbic acid-dependent turnover and reactivation of 2,4-dichlorophenoxyacetic acid/alpha-ketoglutarate dioxygenase using thiophenoxyacetic acid // Biochemistry. 1998. -V. 37. - № 9. - P. 93035-93042.

98. Santacruz G., Bandala E.R., Torres L.G. Chlorinated pesticides (2,4-D and DDT) biodegradation at high concentrations using immobilized

99. Pseudomonas fluorescens I I J. Environ. Sc. Health. B. 2005. - V. 40. -№4. P. 571-583.

100. Sayler G.S., Hooper G.S., Layton A.C., Henry King J.M. Catabolic plasmids of environmental and ecological significance // Microb. Ecol. 1990.-V. 19.-P. 1-20.

101. Schlomann M. Evolution of chlorocatechol catabolic pathways // Biodegradation. 1994. - V. 5. - P. 301-321.

102. Schlomann M., Schmidt E., Knackmuss H-J. Different types of dienlactone hydrolase in 4-fluorobenzoate-utilizing bacteria // J. Bacterial. 1990.-V. 172. - P. 5112-5118.

103. Schmidt E., Knackmuss H.J. Chemical structure and biodegradability of halogenated aromatic compounds. Conversion of chlorinated muconic acids into maleoylacetic acid // Biochem. J. 1980. - V. 192. -№ 1. - P. 339-347.

104. Schweizer D., Marcus A., Seez M., Ruf H.H., Lingens F. Purification and some properties of component В of the 4-chlorophenylacetate 3,4-dioxygenase from Pseudomonas species strain CBS3 // J. Biol. Chem. -1987. V. 262. - P. 9340-9346.

105. Seibert V., Stadler-Fritzsche K., Schlomann M. Purification and characterization of maleylacetat reductase from Alcaligenes eutroophus JMP134 (pJP4) // J. Bacteriol. 1993. - V. 175. - P. 6745-6754.

106. Short K.A., Seidler R.J., Olsen R.H. Survial and degradative capacity of Pseudomonas putida induced or constitutively expressing plasmidmediatet degradation of 2,4-dichlorophenoxyacetate (TFD) in soil // Can. J. Microbiol. 1990. - V. 36. - P. 821-829.

107. Sikka R., Sabherwal U., Arora D.R. Association of R plasmids of Klebsiella pneumoniae with resistance to heavy metals, klebocin andbeta lactamase production and lactose fermentation // Indian. J. Pathol. Microbiol. 1989b. - V. 32. - № 1. - p. 16-21.

108. Sikka R., Sabherwal U., Arora D.R. Resistotyping as a new epidemiological marker for Klebsiella pneumoniae // Indian. J. Med. Res. 1989a. - V. 89. - P. 95-99.

109. Silver S., Phung L.T. Bacterial heavy metal resistance: new surprises // Ann. Rev. Microbiol. 1996. - V. 50. - P. 753-789.

110. Singhal N., Rog D. Modeling kinetics of 2,4-D degradation by two new Pseudomonas isolates // The Chemical Engineering Journal. 1988. -V. 39. - P. 37-45.

111. Sparnins V.L., Chapman P.J., Dagley S. Bacterial degradation of 4-hydroxyphenylacetic acid and homoprotocatechuic acid // J. Bacteriol.- 1974.-V.120. P. 159-167.

112. Sproer C., Mendrock U., Swiderski J., Lang E., Stackebrandt E. The phylogenetic position of Serratia, Buttiauxella and some other genera of the family Enterobacteriaceae II Int. J. Syst. Bacteriol. 1999. -y. 49.-№4.-P. 1433-1438.

113. Stackebrandt E., Goebel B.M. Taxonomic note: a place for DNA-DNA reassociation and 16S rRNA sequence analysis in the present species definition in bacteriology // Int. J. Syst. Bacteriol. 1994. - V. 44. -P. 846-849.

114. Streber W.R., Timmis K.N., Zenk M.N. Analysis, cloning, and high-level expression of 2,4-dichlorophenoxyacetate monooxygenase gene tfdA of Alcaligenes eutrophus JMP134 // J. Bacteriol. 1987. - V. 169.- P. 2950-2955.

115. Tamura A., Ohashi N., Urakami H., Miyamura S. Classification of Rickettsia tsutsugamushi in a new genus, Orientia gen. nov., as Orientia tsutsugamushi comb. nov. // Int. J. Syst. Bacteriol. 1995. -V. 45.-№3.-P. 589-591.

116. Tonso N.L., Matheson V.G., Holben W.E. Polyphasic characterization of a suite of bacterial isolates capable of degrading 2,4-D // Microb. Ecol. 1995.-V.30.-P. 3-24.

117. Top E.M., Holben W.E., Forney L.J. Characterization of diverse 2,4-dichlorophenoxyacetic acid-degradative plasmid isolated from soil by complementation // Appl, Environ. Microbiol. 1995. - V. 61. -P. 1691-1698.

118. Top E.M., Maltseva O.V., Forney L.J. Capture of a catabolic plasmid that encodes only 2.4-dichIorophenoxyacetic acid: a-ketoglutaric acid dioxygenase (TfdA) by genetic complementation // Appl. Environ. Microbiol. 1996. - V. 62. - № 7. - P. 2470-2476.

119. Van Berkel W.J.H., Miiller F. Chemestry and Biochemestry of Flavoenzymes / Ed. Miiller F. Boca Raton: CRC Press. - 1991. -603p.

120. Van der Meer J.R, de Vos WM, Harayama S, Zehnder A.J.B. Molecular mechanisms of genetic adaptation to xenobiotic compounds // Microbiol. Rev. 1992. - V. 56. - P. 677-694.

121. Van der Meer J.R, Zehnder A.J.B., de Vos W.M. Identification of a novel composite transposable element, Tn5280, earring chlorobenzene dioxygenase genes of Pseudomonas sp. strain P51 // J. Bacteriol. -1991.-V. 173.-P. 7077-7083.

122. Van der Meer J.R. Evolution of novel metabolic pathways for the degradation of chloroaromatic compounds // Antonie van Leeuwenhoek. 1997. - V. 71. - № 1-2. - P. 159-178.

123. Vandamme P., Pot В., Gillis M., de Vos P., Kersters K., Swings J. Polyphasic taxonomy, a consensus approach to bacterial systematics // Microbiol. Rev. 1996. - V. 60. - № 2. - P. 407-438.

124. Vollmer M.D., Fischer P., Knackmuss H-J., Schlomann M. Inability of muconate cycloisomerases to cause dehalogenation during conversion of 2-chloro-cis,cis-muconate // J. Bacteriol. 1994. - V. 1764. -P. 4366-4375.

125. Watanabe T. Evolutionary relationships of R-factors with other episomes and plasmids // Fed. Proc. 1967. - № 26. - P. 23.

126. Wayne L.G., Brenner D.J., Colwell R.R. International Committee on Systematic Bacteriology. Report of the ad hoc committee on reconciliation of approaches to bacterial systematics // Int. J. Syst. Bacteriol. 1987. - V. 37. - P. 463-464.

127. Weisburg W.G., Barns S.M., Pelletier D.A., Lane D.J. 16S ribosomal DNA amplification for phylogenetic study // J. Bacteriol. 1991. -V. 173.-№2.-P. 697-703.

128. Woese C.R. Bacterial evolution // Microbiol. Rev. 1987. - V. 51. -№2.-P. 221-271.

129. Wong P.K., Yuen P.Y. Decolourization and biodegradation of N,N'-dimethyl-p-phenylenediamine by Klebsiella pneumoniae RS-13 and Acetobacter liquefaciens S-l // J. Appl. Microbiol. 1998. - V. 85. -№ l.-P. 79-87.

130. You I.S., Ghosal D., Gunsalus I.C. Nucleotide sequence analysis of the Pseudomonas putida PpG7 salicylate hydroxylase gene (nahG) and its 3'-flanking region//Biochemistry. -1991. V. 30. - № 6. - P.l 635-1641.

131. You I-S., Ghosal D. Genetic and molecular analysis of a regulatory region of the herbicide 2,4-dichlorophenoxyacetate catabolic plasmid pJP4 // Mol. Microbiol. 1995. - V. 16.-P. 321-331.

132. Zylstra G.J., Olsen R.H., Ballou D.P. Geneticn organization and sequence of the Pseudomonas cepacia genes for the alpha and beta subunits of protocatechuate 3,4-dioxygenase // J. Bacteriol. 1989. -V. 171.-P. 5915-5921.

133. Воронин A.M., Цой T.B. Генетические системы биодеградации: Организация и регуляция экспрессии // Генетика. 1989. - Т. 25 -С. 581-594.

134. Козырева А.П., Финкелыитейн З.И., Шурухин Ю.В., Баскунов Б.П., Головлева JI.A. Nocardioides simplex ЗЕ деструктор хлорфеноксиалкановых кислот // Тез. докл. V конф. РФ «Новые направления биотехнологии». - Пущино, 1992. - С. 158.

135. Кочетков В.В., Балакшина В.В., Наумов А.В., Грищенков В.Г., Воронин A.M. Выделение и характеристика бактерий-деструкторов пестицидов // Прикл. биохимия и микробиология. -1997. Т. 33.-№3.-С. 310-313.

136. Кудлай Д.Г., Чубуков В.Ф., Оганесян М.Г. Генетика лекарственной устойчивости бактерий. М.: Медицина, 1972. - 255с.

137. Лабинская А.С. Микробиология с техникой микробиологических исследований. М.: Медицина, 1978. - 394с.

138. Маниатис Т., Фрич Э., Сэмбрук Дж. Методы генетической инженерии. Молекулярное клонирование: Пер. с англ. / Под ред. А.А. Баева. М.: Мир, 1984. - 480с.

139. Маркушева Т.В, Журенко Е.Ю., Кусова И.В. Бактерии-деструкторы фенола и его хлорированных производных. Уфа: Гилем, 2002. -108с.

140. Мейнелл Г. Бактериальные плазмиды: Пер. с англ. / Под. ред. Ю.Н. Зографа, В.Г. Никифорова. М.: Мир, 1976. - 234с.

141. Методы общей бактериологии: в 3-х т. / Под. ред. Ф. Герхарда и др. -М.: Мир, 1990.

142. Методы определения микроколичеств пестицидов / под ред. М.А. Клисенко М.: Медицина, 1984. - 256с.

143. Определитель бактерий Берджи: в 2-х т. / Под ред. Дж. Хоулта и др. М: Мир, 1997. - 799с.

144. Прозоров А.В. Конъюгация у бацилл // Микробиология.- 2003. -Т. 72.-№5. -С. 581-593.т