Novel rhamnose-containing glycopolymers from the cell wall of Rathayibacter festucae VKM Ac-1390T
- Authors: Shashkov A.S.1, Potekhina N.V.2, Tul’skaya E.M.2, Dmitrenok A.S.1, Senchenkova S.N.1, Dorofeeva L.V.3, Evtushenko L.I.3
-
Affiliations:
- Zelinsky Institute of Organic Chemistry, Russian Academy of Sciences
- Lomonosov Moscow State University
- All-Russian Collection of Microorganisms (VKM), G.K. Skryabin Institute of Biochemistry and Physiology of Microorganisms, Russian Academy of Sciences
- Issue: Vol 89, No 12 (2024)
- Pages: 2081-2091
- Section: Articles
- URL: https://journals.rcsi.science/0320-9725/article/view/283287
- DOI: https://doi.org/10.31857/S0320972524120051
- EDN: https://elibrary.ru/IFNBHD
- ID: 283287
Cite item
Full Text
Abstract
Rathayibacter festucae VKM Ac-1390T (family Microbacteriaceae, class Actinomycetes) contains three glycopolymers in the cell wall. The structures of glycopolymers established by chemical and NMR spectroscopy methods. One of them, rhamnomannan, built from repeating tetrasaccharide units carrying side xylopyranose residues, →2)-α-[β-D-Xylp-(1→3)]-D-Rhap-(1→3)-α-D-Manp-(1→2)-α-D-Rhap-(1→3)-α-D-Manp-(1→. The second polymer, found in minor amounts in the strain studied, is rhamnan, →2)-α-D-Rhap-(1→3)-α-D-Rhap-(1→. The third polymer is teichuronic acid, acetalated with pyruvic acid, →2)-α-[4,6-S-Pyr]-D-Manp-(1→4)-α-L-Rhap-(1→4)-β-D-Glcp-(1→4)-α-D-Glcp-(1→4)-β-D-GlcpA-(1→. The structures of rhamnomannan and teichuronic acid are new for Ratayibacter and prokaryotes in a whole. The results of the present study expand our understanding of the structural diversity of microbial glycopolymers and are consistent with the data on the specificity of the structures and composition of glycopolymers for species of the genus Rathayibacter described previously.
Full Text
Принятые сокращения: COSY – корелляционная спектроскопия; HMBC – гетероядерная корреляция 1H,13C через несколько связей; HSQC – протон-детектированная HOHO-квантовая корреляция; J – константа спин-спинового взаимодействия; ROESY – двумерная спектроскопия ядерного эффекта Оверхаузера во вращающейся системе координат; TOCSY – тотальная корреляционная спектроскопия; TSP – натриевая соль 3-(триметилсилил)-3,3,2,2-тетрадейтеропропионовой кислоты; δС, δН – значения химических сдвигов атомов 13C, 1H соответственно.
ВВЕДЕНИЕ
Актинобактерии рода Rathayibacter известны с конца позапрошлого столетия – с момента обнаружения бактериального заболевания ежи сборной (Dactylis glomerata L.), вызванного бактерией «Aplanobacter rathayi» (ныне Rathayibacter rathayi) [1]. К началу нашей работы род Rathayibacter включал 11 зарегистрированных видов, из них 9 – с валидно опубликованными наименованиями (https://lpsn.dsmz.de/genus/rathayibacter). Виды этого рода характеризуются наличием в клеточной стенке пептидогликана с 2,4-диаминомасляной кислотой (L-изомер), а также рамнозы и маннозы в качестве основных диагностических сахаров [2, 3]. Вышеуказанные сахара полностью или частично входят в состав гликополимеров клеточных стенок, ковалентно связанных с пептидогликаном [4].
Эти гликополимеры представляют собой нейтральные рамнозосодержащие полисахариды (рамнозилированный глюкоманнан и разные по структуре рамноманнаны и рамнанны), обычно присутствующие в сочетании с тейхуроновыми кислотами [4]. При этом каждый вид Rathayibacter характеризуется индивидуальным набором от одного до трех полимеров, в большинстве случаев включающим полимеры как нейтральной, так и кислой природы [4]. Химические структуры гликополимеров, выявленных у Rathayibacter, не были описаны ранее у других прокариот.
В данной работе мы сообщаем о новых структурах гликополимеров, идентифицированных в клеточной стенке штамма Rathayibacter festucaе ВКМ Ac-1390T, выделенного из овсяницы красной (Festuca rubra L.) [3, 5].
МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ
Бактериальный штамм Rathayibacter festucaе ВКМ Ac-1390T был получен из Всероссийской коллекции микроорганизмов (ВКМ) (www.vkm.ru).
Условия культивирования и получение биомассы для исследований, а также выделение и очистка клеточных стенок описаны в работе Dmitrenok et al. [6].
Выделение гликополимеров проводили методом ТХУ-экстракций: 10% ТХУ, 4 °С, 24 ч и затем – 5% ТХУ, 90 °С, 20 мин, как описано ранее [6]; выход препаратов гликополимеров соответственно составил 12,3% и 19,7% от веса сухой клеточной стенки. Полученные препараты гликополимеров, проявившие полную идентичность при их предварительном исследовании химическими и ЯМР-спектроскопическими методами, были объединены и обозначены как суммарный препарат.
Методы кислотного гидролиза клеточной стенки и препаратов гликополимеров (2 M HCl, 3 ч, 100 °C), нисходящая хроматография, а также реактивы для проявления продуктов их кислотной деградации описаны ранее [6].
Mетод анионообменной гель-хроматографии на колонке (80 × 1,5 см) с DEAE-целлюлозой («Toyopearl», Япония) использовали для разделения гликополимеров суммарного препарата, как описано ранее [7].
Деградацию по Смиту нейтральной фракции (нейтральных полисахаридов), приводящую к расщеплению основной цепи, проводили, как описано ранее [6].
Абсолютную конфигурацию моносахаридов и глюкуроновой кислоты определяли по эффектам гликозилирования в остатках моносахаридов в спектрах ЯМР 13С, согласно закономерностям, изложенным в работе Shashkov et al. [8], и на основании принадлежности глюкозы к D-ряду.
Спектры ЯМР снимали на приборе Bruker AV600 («Bruker», Германия) для растворов в 99,96% D2O при температурах, обеспечивающих минимальное перекрывание остаточного сигнала дейтерированной воды с сигналами полимеров. В качестве внутреннего эталона использовали натриевую соль 3-(триметилсилил)-3,3,2,2-тетрадейтеропропионовой кислоты (TSP; δH 0,0 м.д.; δC −1,6 м.д.). Двумерные ЯМР-эксперименты выполняли с использованием стандартного математического обеспечения («Bruker Optik GmbH», Германия). Время спин-лока в экспериментах 1H,1H TOCSY (тотальная корреляционная спектроскопия) составляло 100 мс. Время смешивания в эксперименте 1H,1H ROESY (двумерная спектроскопия ядерного эффекта Оверхаузера во вращающейся системе координат) составляло 150 мс. Эксперименты по гетероядерной корреляции 1H,13C HMBC были оптимизированы для констант спин-спинового взаимодействия JH, C, 8 Гц.
РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
С помощью нисходящей хроматографии на бумаге в кислотном гидролизате клеточной стенки были выявлены глюкоза, манноза, ксилоза и рамноза. Эти же моносахариды обнаружены в гидролизатах суммарного препарата гликополимеров.
Спектр 13С ЯМР суммарного препарата (рис. 1, а) был типичен для нерегулярного полимера и/или смеси полимеров. Спектр содержал, в частности, 8 сигналов различной интенсивности в области аномерного углеродного резонанса δC 99,6–104,6 м.д., 4 сигнала 6-дезоксисахаров при δC 17,9–18,3 м.д. и сигнал при δC 26,0 м.д., характерный для пирувата в шестичленном цикле.
Рис. 1. Спектры ЯМР 13С полисахаридов из клеточной стенки R. festucaе ВKM Ac-1390T: суммарный препарат (а); нейтральная фракция (б); кислая фракция (в)
В спектре также наблюдались 2 сигнала в области резонанса карбонильных групп при δC 175,5 и 174,9 м.д. Мы предположили, что последние сигналы принадлежат COOH-группе, и предприняли попытку разделить препарат с помощью анионной гель-хроматографии на DEAE-целлюлозе. В результате разделения были получены две фракции: нейтральная и кислая.
Нейтральная фракция (нейтральные полисахариды). Спектр ЯМР 13С нейтральной фракции (рис. 1, б) снова показал признаки нерегулярности. Аномерная область углеродного спектра содержала 4 сигнала различной интенсивности, которые представляют собой 2 интенсивных пика при δС 103,3 и 101,9 м.д. и второстепенные пики при δС 102,8 и 102,5 м.д. Высокопольная область спектра содержала 2 сигнала при δС 18,0 и 18,2 м.д. Спектр 1Н ЯМР нейтральной фракции (рис. 2, верхние проекции) также содержал сигналы различной интенсивности, что указывало на нерегулярность полисахарида.
Рис. 2. Части спектра 1H,13C HSQC нейтрального полисахарида(ов) из клеточной стенки R. festucaе ВKM Ac-1390T. Части спектров ЯМР 1H и 13C показаны вдоль горизонтальной и вертикальной осей соответственно. Арабские цифры относятся к атомам углерода в остатках, как обозначено в табл. 1
Сигналы как в 1H-, так и 13C-спектрах полимера были отнесены путем комбинированного использования методов 2D ЯМР, а именно гомоядерных 1H,1H COSY (корелляционная спектроскопия), TOCSY, ROESY и гетероядерных 1H,13C HSQC и 1H,13C HMBC экспериментов (табл. 1).
Таблица 1. Химические сдвиги в спектрах ЯМР 13C (δC TSP –1,6) и 1H (δH TSP 0,0) полисахаридов из клеточной стенки R. festucae ВКМ Ac-1390T
Остаток | C-1 H-1 | C-2 H-2 | C-3 H-3 | C-4 H-4 | C-5 H-5 | C-6 H-6 (H-6a, 6b) |
Нейтральный полисахарид (полимер 1) | ||||||
→2)-α-D-Rhap-(1→ (A) 3) ↑ | 101,9 5,24 | 76,3 4,28 | 79,0 4,10 | 71,9 3,60 | 70,4 3,84 | 18,2 1,34 |
β-D-Xylp-(1 (E) | 102,5 4,55 | 74,1 3,35 | 77,3 3,48 | 70,5 3,65 | 66,4 4,00; 3,33 | |
→3)-α-D-Manp-(1→ (B) | 102,8 5,19 | 71,0 4,15 | 79,0 3,92 | 67,3 3,82 | 74,7 3,72 | 62,0 3,85; 3,79 |
→2)-α-D-Rhap-(1→ (C) | 101,9 5,25 | 79,4 4,12 | 71,2 3,96 | 73,6 3,51 | 70,5 3,85 | 18,0 1,33 |
→3)-α-D-Manp-(1→ (D) | 103,2 5,06 | 71,0 4,15 | 79,4 3,90 | 67,2 3,83 | 74,7 3,72 | 62,0 3,85; 3,79 |
Продукт деградации по Смиту нейтральной фракции (минорный полимер 2) | ||||||
→2)-α-D-Rhap-(1→ (A′) | 102,2 5,19 | 79,3 4,07 | 71,2 3,95 | 73,5 3,51 | 70,6 3,83 | 18,0 1,32 |
→3)-α-D-Rhap-(1→ (B′) | 103,3 4,96 | 71,2 4,15 | 78,9 3,85 | 73,0 3,56 | 70,7 3,76 | 17,9 1,27 |
Кислый полисахарид (полимер 3) | ||||||
→2)-β-D-Manp-(1→ (A) 4) 6) \ / S-Pyr | 103,4 5,02 175,5 | 79,8 4,33 102,5 | 70,9 3,82 26,0 1,49 | 75,6 3,64 | 67,9 3,41 | 65,5 4,08; 3,72 |
→4)-β-L-Rhap-(1→ (B) | 101,8 4,85 | 72,4 4,04 | 74,2 3,72 | 82,6 3,51 | 72,0 3,45 | 18,3 1,28 |
→4)-β-D-Glcp-(1→ (C) | 103,8 4,48 | 74,5 3,33 | 76,7 3,64 | 77,8 3,64 | 76,1 3,53 | 62,2 3,92; 3,81 |
→4)-α-D-Glcp-(1→ (D) | 99,6 5,47 | 72,6 3,57 | 72,0 3,76 | 79,4 3,64 | 72,6 3,77 | 60,8 3,86; 3,82 |
→4)-β-D-GlcpA-(1→ (E) | 104,6 4,67 | 74,6 3,48 | 77,1 3,77 | 77,8 3,84 | 76,7 3,90 | 174,9 |
Спектры 2D 1H,1H COSY, TOCSY, ROESY выявили остатки α-рамнопиранозы (α-Rhap), α-маннопиранозы (α-Manp) и β-ксилопиранозы (β-Xylp).
Анализ спектра протон-детектированной HOHO-квантовой корреляции 1H,13C HSQC (рис. 2) показал замещение α-Rhap в позициях 2 и 3 (δC-2 76,3 м.д.; δC-3 79,0 м.д.) (остаток A, табл. 1) и только в позиции 2 (δC-2 79,4 м.д. остаток C); замещение остатков α-Manp в положение 3 (δC-3 79,0 м.д., остаток B и 79,4 м.д., остаток D). Остатки β-Xylp были определены терминальными (остаток E).
Выводы о составе сахаров, размере цикла и аномерной конфигурации (полимер 1, табл. 1) были сделаны на основе сравнения химических сдвигов 13C остатков сахаров и соответствующих родоначальных пираноз [9–11].
Последовательность остатков в повторяющемся звене была установлена путем анализа спектров 1H,1H ROESY и 1H,13C HMBC.
В спектре 1H,1H ROESY (рис. 3) наблюдались следующие корреляционные пики δH/δH между остатками: 1(A)/H-3,4(B) (5,24/3,92, 3,82); H-1(C)/H-3,4(D) (5,25/3,90, 3,83); H-1(B)/H-2(A) (5,19/4,28); H-1(C)/H-3,4(D) (5,25/3,83) и H-1(E)/H-3(A) (4,55/4,10), что указывает на присутствие в нейтральной фракции двух типов повторяющихся единиц в полимере или двух полимеров.
Рис. 3. Часть спектра 1H,1H ROESY нейтрального полисахарида(ов) из клеточной стенки R. festucaе ВKM Ac-1390T. Арабские цифры относятся к протонам в остатках, как указано в табл. 1. Косая черта относится к пикам корреляции между остатками
В конечном итоге структуры полимеров были подтверждены при анализе спектра 1H,13C HMBC (рис. 4), где были обнаружены следующие корреляционные пики δH/δC между остатками: 1A/3B (5,24/79,0); 1B/2A (5,19/76,3); 1E/3A (4,55/79,0); 1C/3D (5,25/79,4); 1D/2C (5,06/79,4); 2A/1B (4,28/102,8); 3D/1A (3,90/101,9); 3A/1E (4,10/102,5); 2C/1D (4,12/103,2) и 3D/1C (3,90/101,9).
Рис. 4. Части спектра 1H,13C HMBC нейтрального полисахарида(ов) из клеточной стенки R. festucaе ВKM Ac-1390T. Заглавные латинские буквы относятся к остаткам, как обозначено в табл. 1. Арабские цифры перед косой чертой относятся к протонам, а после косой черты – к атомам углерода в соответствующих остатках
Абсолютные конфигурации остатков сахаров были определены на основе закономерностей, описанных ранее [8], и предположения о D-конфигурации остатков ксилозы. Большие по модулю и отрицательные β-эффекты замещения для C-2 (−3,1 м.д.) и C-4 (−1,7 м.д.) остатка A характерны для той же абсолютной конфигурации гликозилирующих (β-Xylp) и гликозилированных (α-Rhap) пираноз.
Сравнение химических сдвигов C-1, C-2 и C-3 α-Rhap и α-Manp в спектрах 13C ЯМР полимеров 1 и 2 со спектрами полимеров из Rathayibacter tanaceti ВКМAc-2596 [12] показало одинаковую абсолютную конфигурацию остатков.
Деградация по Смиту нейтральной фракции привела к получению смеси многочисленных низкомолекулярных продуктов и очень небольшому количеству полисахарида с повторяющимся звеном →2)-D-Rhap-(1→3)-D-Rhap-(1→ (полимер 2, табл. 1). Внимательное рассмотрение спектров ЯМР исходного суммарного препарата выявило минорные сигналы, которые могли бы принадлежать вышеупомянутому полимеру 2 с 3- и 2,3-замещенными остатками Rhap, но полное отнесение минорных сигналов не представляется возможным на фоне интенсивных сигналов основных полимеров.
В любом случае отсутствие дополнительного полимера в продуктах деградации по Смиту позволило предположить статистическое распределение точек разветвления в основном нейтральном полисахариде (полимер 1), и структура его повторяющегося звена должна быть следующей:
→2)-α-[β-D-Xylp-(1→3)]-D-Rhap-(1→3)-α-D-Manp- (1→2)-α-D-Rhap-(1→3)-α-D-Manp-(1→.
Кислая фракция (кислый полисахарид). 13С ЯМР-спектр кислой фракции (рис. 1, в) был типичен для регулярного полимера. Его аномерная область содержала 5 сигналов примерно равной интегральной интенсивности (99,6–104,6 м.д.) и небольшой сигнал, принадлежащий непротонированному атому углерода, связанному с двумя атомами кислорода (102,5 м.д.).
Два сигнала наблюдались в области сильного поля при δС 18,3 м.д. и 26,0 м.д., последний был характерен для пирувата в шестичленном кольце. Два сигнала при δС 174,9 м.д. и 175,5 м.д. наблюдались в области резонанса карбоксильных групп.
1Н ЯМР-спектр кислой фракции (рис. 5, верхние проекции) содержал 5 хорошо разрешенных сигналов в аномерной области. Все сигналы имели одинаковую интегральную интенсивность, что указывает на регулярное строение полисахарида. В области сильного поля наблюдались 2 сигнала при δH 1,49 м.д. (синглет, 3H) и 1,28 м.д. (дублет, 6 Гц, 3H).
Рис. 5. Части спектра 1H,13C HSQC кислого полисахарида из клеточной стенки R. festucaе ВKM Ac-1390T. Части спектров ЯМР 1H и 13C показаны вдоль горизонтальной и вертикальной осей соответственно. Арабские цифры относятся к атомам углерода в остатках, как обозначено в табл. 1
Спектры 1H и 13C кислой фракции были отнесены с использованием 2D ЯМР-спектров, упомянутых выше. Спектры 2D 1H,1H COSY, TOCSY и ROESY выявили остатки β-Manp (остаток A, табл. 1, полимер 3); β-Rhap (остаток B); β-Glcp (остаток C); α-Glcp (остаток D) и β-GlcpA (остаток E).
Анализ спектров 1H,13C HSQC (рис. 5) выявил смещение атомов углерода C-2 (δC 79,8 м.д.), C-4 (δC 75,6 м.д.) и C-6 (δC 65,5 м.д.) (остаток A); C-4 (δC 82,6 м.д.; остаток B); C-4 (δC 77,8 м.д.; остаток C); C-4 (δC 79,4 м.д.; остаток D) и C-4 (δC 77,8 м.д.; остаток E) в сторону слабого поля по сравнению с положением атомов в спектрах соответствующих незамещенных остатков.
Сильно сдвинутый в высокое поле сигнал C-5 остатка β-Manp (δC 67,9 м.д.) указывал на расположение остатка пировиноградной кислоты в положении 4,6 остатка A. Химический сдвиг 26,0 м.д. от 13C был типичным для S-абсолютной конфигурации пирувата [13].
Последовательность и расположение остатков пировиноградной кислоты стали ясны после анализа спектра 2D 1H,1H ROESY (рис. 6) и подтверждены спектром 1H,13C HMBC (рис. 7). Спектр 1H,1H ROESY содержал следующие пики δH/δH между остатками: 1A/4B (5,02/3,51); 1B/3,4C (4,85/3,64, 3,64); 1C/4D (4,48/3,64); 1D/3,4,5E (5,47/3,77, 3,84, 3,90) и 1E/2A (4,67/4,33), демонстрируя линейную структуру повторяющейся единицы: →A→B→C→D→E→.
Рис. 6. Часть спектра 1H,1H ROESY кислого полисахарида из клеточной стенки R. festucaе ВKM Ac-1390T. Арабские цифры относятся к протонам в остатках, как обозначено в табл. 1. Косая черта относится к пикам корреляции между остатками
Рис. 7. Часть спектра 1H,13C HMBC кислого полисахарида из клеточной стенки R. festucaе ВKM Ac-1390T. Заглавные латинские буквы относятся к остаткам, как обозначено в табл. 1. Арабские цифры перед косой чертой относятся к протонам, а после косой черты – к атомам углерода в соответствующих остатках
Последовательность и тип замещения в остатках были подтверждены спектрами 1H,13C HMBC, в которых наблюдались корреляционные пики между остатками δH/δC: 1A/4B (5,02/82,6); 1B/4C (4,85/77,8); 1C/4D (4,48/79,4); 1D/4E (5,47/77,8) и 1E/2A (4,67/79,8).
Абсолютные конфигурации остатков сахаров и глюкуроновой кислоты определяли по эффектам гликозилирования в остатках моносахаридов в спектрах 13С ЯМР, согласно закономерностям, изложенным в работе Shashkov et al. [8], и на основании принадлежности глюкозы к D-ряду.
Небольшие положительные β-эффекты гликозилирования (+0,1 м.д.) для C-3 замещения β-GlcpA характерны для той же (D) конфигурации сахаров в дисахаридном фрагменте α-D-Glcp-(1→4)-β-D-GlcpA.
Относительно большие (+7,5 м.д.) α-эффекты гликозилирования для замещения C-1 β-GlcpA во фрагменте β-GlcpA-(1→2)-β-Manp также характерны для той же (D) конфигурации сахаров. L-Абсолютная конфигурация β-Rhap (остаток B) во фрагменте β-L-Rhap-(1→4)-β-D-Glcp подтверждается отсутствием отрицательного эффекта γ-гликозилирования для C-6 остатка β-D-Glcp (остаток С). Для ситуации с β-D-(1→4)-D эффект γ-гликозилирования для C-6 D-Glcp имел бы небольшую отрицательную величину (около −1 м.д.), как это видно для фрагмента β-D-Glcp-(1→4)-α-D-Glcp, где эффект γ-гликозилирования для гликозилированного остатка D-Glcp составлял −1,1 м.д.
В конечном итоге структура повторяющегося звена кислого полисахарида (полимер 3) может быть представлена формулой:
→2)-α-[4,6-S-Pyr]-D-Manp-(1→4)-α-L-Rhap- (1→4)-β-D-Glcp-(1→4)-α-D-Glcp-(1→4)-β-D-GlcpA-(1→.
ОБСУЖДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ
Таким образом, из клеточной стенки R. festucaе ВKM Ac-1390T были выделены три гликополимера, структуры которых установлены с использованием химических и ЯМР-спектроскопических методов. Первый полимер – разветвленный рамноманнан с повторяющейся единицей: →2)-α-[β-D-Xylp-(1→3)]-D-Rhap-(1→3)-α-D-Manp-(1→2)-α-D-Rhap-(1→3)-α-D-Manp-(1→. Установленная структура рамноманнана описана для прокариот впервые. При этом остатки ксилопиранозы ранее находили в полимерах других видов Rathaybacter – рамноманнане Rathaybacter tritici ВKM Ac-1603T и рамнане Rathaybacter oskolensis ВKM Ac-2121T [14, 15].
Рамнан, второй нейтральный полимер, обнаружен у исследованного штамма в минорном количестве, что затрудняло его полную идентификацию. Однако выявленные минорные сигналы в спектрах 13C ЯМР (на фоне интенсивных сигналов основных полимеров), а также результаты деградации по Смиту указывали на наличие в основной цепи рамнана бокового замещения по О-3, идентифицировать которое не представилось возможным.
Кроме того, в отличие от исследованных ранее представителей рамнан-содержащих штаммов (Rathaybacter sp. ВKM Ac-2759 и R. oskolensis ВKM Ac-2121T), изученный штамм ВKM Ac-1390T имел одновременно с рамнаном и другой нейтральный полимер, рамноманнан [4].
Рамноза в обоих нейтральных полимерах изученного нами штамма R. festucaе, как и у ранее изученных представителей рода Rathayibacter, имела D-конфигурацию [4].
Третий гликополимер представлял собой тейхуроновую кислоту новой структуры. Она содержала 5 моносахаридных остатков в повторяющемся звене и остаток S-пировиноградной кислоты в положениях 4,6 остатка α-D-Manp. Ранее S-пировиноградная кислота была обнаружена в кислых гликополимерах клеточной стенки представителей трех других видов Rathayibacter [7, 15, 16].
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Результаты настоящего исследования расширяют представления о структурном разнообразии микробных гликополимеров и согласуются с данными о специфичности структур и состава гликополимеров для видов рода Rathayibacter, описанных ранее.
Вклад авторов. А.С. Шашков – расшифровка спектров ЯМР-спектроскопии; Н.В. Потехина, Е.М. Тульская – выделение клеточной стенки и гликополимеров, их первичный химический анализ, написание текста статьи; А.С. Дмитренок – съемка ЯМР-спектров; С.Н. Сенченкова – химический анализ препаратов (ДЕАЕ-хроматография, пробоподготовка образцов к ЯМР-анализу); Л.В. Дорофеева – выращивание культуры R. festucaе, получение биомассы; Л.И. Евтушенко – общее руководство, обсуждение результатов, редактирование текста статьи.
Финансирование. Исследование выполнено в рамках программы исследований 121032300094-7, запланированных в МГУ имени М.В. Ломоносова, биологический факультет, кафедра микробиологии, 2021–2027 гг.
Конфликт интересов. Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.
Соблюдение этических норм. Настоящая статья не содержит описания выполненных авторами исследований с участием людей или животных в качестве объектов.
About the authors
A. S. Shashkov
Zelinsky Institute of Organic Chemistry, Russian Academy of Sciences
Email: potekhina56@mail.ru
Russian Federation, 119991 Moscow
N. V. Potekhina
Lomonosov Moscow State University
Author for correspondence.
Email: potekhina56@mail.ru
Faculty of Biology
Russian Federation, 119234 MoscowE. M. Tul’skaya
Lomonosov Moscow State University
Email: potekhina56@mail.ru
Faculty of Biology
Russian Federation, 119234 MoscowA. S. Dmitrenok
Zelinsky Institute of Organic Chemistry, Russian Academy of Sciences
Email: potekhina56@mail.ru
Russian Federation, 119991 Moscow
S. N. Senchenkova
Zelinsky Institute of Organic Chemistry, Russian Academy of Sciences
Email: potekhina56@mail.ru
Russian Federation, 119991 Moscow
L. V. Dorofeeva
All-Russian Collection of Microorganisms (VKM), G.K. Skryabin Institute of Biochemistry and Physiology of Microorganisms, Russian Academy of Sciences
Email: potekhina56@mail.ru
Russian Federation, 142290 Pushchino, Moscow Region
L. I. Evtushenko
All-Russian Collection of Microorganisms (VKM), G.K. Skryabin Institute of Biochemistry and Physiology of Microorganisms, Russian Academy of Sciences
Email: potekhina56@mail.ru
Russian Federation, 142290 Pushchino, Moscow Region
References
- Smith, E. F. (1913) A new type of bacterial disease, Science, 38, 926, https://doi.org/10.1126/science.38.991.926.a.
- Zgurskaya, H. I., Evtushenko, L. I., Akimov, V. N., and Kalakoutskii, L. V. (1993) Rathayibacter gen, nov., including the species Rathayibacter rathayi comb. nov., Rathayibacter tritici comb. nov., Rathayibacter iranicus comb., nov., and six strains from annual grasses, Int. J. Sys. Bacteriol., 43, 143-149, https://doi.org/10.1099/ 00207713-43-1-143
- Evtushenko, L. I., and Dorofeeva, L. V. (2012) Genus XXII. Rathayibacter Zgurskaya, Evtushenko, Akimov and Kalakoutskii 1993, 147VP in Bergey’s manual of systematic bacteriology (Goodfellow, M., Kämpfer, P., Busse, H.-J., Trujillo, M. E., Suzuki, K.-I., Ludwig, W., and Whitman, W. B., eds) 2nd Edn., Vol. 5, Springer, New York, Dordrecht, Heidelberg, London, pp. 953-964.
- Potekhina, N. V., Tul’skaya, E. M., Ospennikov, and Y. V. Evtushenko, L. I. (2023) Cell wall glycopolymers as chemotaxonomic characteristics of the genus and species Rathayibacter, Microbiology, 92 (Suppl 1), S2-S6, https://doi.org/10.1134/S0026261723603822.
- Dorofeeva, L. V., Evtushenko, L. I., Krausova, V. I., Karpov, A. V., Subbotin, S. A., and Tiedje, J. M. (2002) Rathayibacter caricis sp. nov. and Rathayibacter festucae sp. nov., isolated from the phyllosphere of Carex sp. and the leaf gall induced by the nematode Anguina graminis on Festuca rubra L., respectively, Int. J. Syst. Evol. Microbiol., 52, 1917-1923, https://doi.org/10.1099/00207713-52-6-1917.
- Dmitrenok, A. S., Shashkov, A. S., Streshinskaya, G. M., Tul’skaya, E. M., Potekhina, N. V., Senchenkova, S. N., Dorofeeva, L. V., and Evtushenko, L. I. (2019) New rhamnose-contaning glycopolymers from Rathayibacter iranicus VKM Ac-1602T cell wall, Carbohydr. Res., 482, 107728, http://dx.doi.org/10.1016/j.carres.2019.06.007.
- Шашков А. С., Тульская Е. М., Потехина Н. В., Дмитренок А. С., Сенченкова С. Н., Зайчиков В. А., Дорофеева Л. В., Евтушенко Л. И. (2021) Рамнан и пируватсодержащая тейхуроновая кислота клеточной стенки Rathayibacter sp. BKM Ac-2759, Биохимия, 86, 595-606, http://dx.doi.org/10.31857/S0320972521040114.
- Shashkov, A. S., Lipkind, G. M., Knirel, Y. A., and Kochetkov, N. K. (1988) Stereometrical factors determining the effects of glycosylation on the 13C chemical shifts in carbohydrates, Magn. Reson. Chem., 26, 735-747, https:// doi.org/10.1002/mrc.1260260904.
- Jansson, P.-E., Kenne, L., and Widmalm, G. (1989) Computer-assisted structural analysis of polysaccharides with an extended version of CASPER using 1H- and 13C-n.m.r. data, Carbohydr. Res., 188, 169-191, https:// doi.org/10.1016/0008-6215(89)84069-8.
- Altona, C., and Haasnoot, C. A. G. (1980) Prediction of anti and gauche vicinal proton-proton coupling constants in carbohydrates: a simple additivity rule for pyranose rings, Org. Magn. Reson., 13, 417-429, https:// doi.org/10.1002/mrc.1270130606.
- Bock, K., and Pedersen C. (1983) Carbon 13 nuclear magnetic resonance spectroscopy of monosaccharides, Adv. Carbohydr. Chem. Biochem., 41, 27-66, https://doi.org/10.1016/S0065-2318(08)60055-4.
- Шашков А. С., Тульская Е. М., Дмитренок А. С., Стрешинская Г. М., Потехина Н. В., Сенченкова С. Н., Пискункова Н. Ф., Дорофеева Л. В., Евтушенко Л. И. (2018) Рамнозосодержащие гликополимеры клеточных стенок Rathayibacter toxicus BKM Ac-1600 и «Rathayibacter tanaceti» BKM Ac-2596, Биохимия, 83, 915-925, https://doi.org/10.1134/S0006297918060093.
- Garegg, P. J., Jansson, P.-E., Lindberg, B., Lindh, F., and Lönngren, J. (1980) Configuration of the acetal carbon atom of pyruvic acid acetals in some bacterial polysaccharides, Carbohydr. Res., 79, 127-132, https:// doi.org/10.1016/S0008-6215(00)83666-6.
- Shashkov, A. S., Tul’skaya, E. M., Streshinskaya, G. M., Dmitrenok, A. S., Potekhina, N. V., Senchenkova, S. N., Piskunkova, N. F., Dorofeeva, L. V., and Evtushenko, L. I. (2020) Rhamnomannans and teichuronic acid from the cell wall of Rathayibacter tritici VKM Ac-1603T, Biochemistry (Moscow), 85, 369-377, https://doi.org/10.1134/S0006297920030128.
- Shashkov, A. S., Potekhina, N. V., Tul’skaya, E. M, Dmitrenok, A. S., Senchenkova, S. N., Torgov, V. I., Dorofeeva, L. V., and Evtushenko, L. I. (2024) New lactate- and pyruvate-containing polysaccharide and rhamnomannan with xylose residues from the cell wall of Rathayibacter oskolensis VKM Ac-2121T, Carbohydr. Res., 540, 109145, https://doi.org/10.1016/j.carres.2024.109145.
- Shashkov, A. S., Potekhina, N. V., Dmitrenok, A. S., Tul’skaya, E. M., Senchenkova, S. N., Dorofeeva, L. V., Zaychikov, V. A. and Evtushenko, L. I. (2021) D-Rhamnan and teichuronic acid from the cell wall of Rathayibacter caricis VKM Ac-1799T, Carbohydr. Res., 499, 108233, https://doi.org/10.1016/j.carres.2021.
Supplementary files









