РЕФЕРАТ 2
Введение 4
Глава 1. Обзор литературы 6
Полигидроксиалканоаты 6
Политиоэфиры (ПТЭ) 13
Свойства ПТЭ 15
Биодеградируемость политиоэфиров 16
Биосинтетический путь Поли(ЗГБ-со-ЗМП) 18
Глава 2. Материалы и методы 21
Объект исследования 21
Культивирование бактерий 21
Анализ проб 22
Измерение концентрации клеток в процессе культивирования 22
Определение биомассы клеток 22
Определение содержания в клетках состава ПГА 23
Выделение полимера и определение его молекулярной массы 23
Методы обработки данных 24
Результаты и обсуждение
ВЫВОДЫ
Наличие, доступность и возможность использования ископаемых источников углерода ограничены. Нехватка и высокая стоимость ископаемых ресурсов ставят вопрос о том, чтоактуальность альтернативных ресурсов должнавозрасти в ближайшем будущем. Биотехнологические процессы для производства энергии и химических веществ на сегодняшний день вызывают большой интерес, так как они могли бы помочь решить эти проблемы.
В последние годы биотехнологическое производство было сосредоточенотолькона синтезе биоразлагаемых веществ - полимеров, необходимых для замены их на аналоги, полученные из нефтепродуктов. В отличие от этого, биотехнологическому производству из небиодеградируемых полимеров было уделено мало внимания до сих пор, хотя уже сейчас существует спрос на большие объемы стойких материалов.
Современное строительство жилых домов, автомобили и другие крупные разработки будут немыслимы и непрактичны без наличия стойких полимеров, такие как полиэтилен, полистирол или поливинилхлорид. Однако все эти полимеры являются синтетическими.
Термин "не поддающиеся биологическому разложению биополимеры» противоречит одной интересной парадигме. Согласно ей все соединения,которыесинтезируются с помощью живого вещества, так или иначе должны поддаваться биологическому разложению. Ранее считали, что не поддающиеся биологическому разложению соединения встречаются только среди ксенобиотиков-полностью синтетических химических соединений, не встречающихся в природе
Серосодержащие сополимеры-политиоэфиры, которые являются целью изучения в данной работе, не следуют этой парадигме, потому что они хоть и производятся бактериями, но устойчивы к микробной деградации.
Перспективы для производства стойких биополимеров биотехнологическим способом из возобновляемых ресурсов увеличиваются по мере того, как у человечества растет потребность в неподдающихся биологическому разложению полимерах, а способы их получения из возобновляемых ресурсов в скором времени будут быть очень ценным.
Целью настоящей работы былоисследование влияния 3,3- тиодипропионовой кислоты на ростовые характеристики QaKrepnnCupriavidusnecator B-10646.
Для этого было необходимо решить следующие задачи:
Исследовать возможность использования бактериями серосодержащих кислот в качестве единственного субстрата для роста и синтеза полимера;
Изучить рост бактерий и синтез полимера при использовании в качестве источников углерода 3,3-тиодипропионовую кислоту с различной концентрацией.
1. Исследовано накопление биомассы и полимера бактериями Cupriavidus necator B-10646 при использовании в качестве субстрата предшественника 3,3- тиодипропионовой кислоты. Показано, что 3,3-тиодипропионовая кислота не оказывает токсического действия на рост культуры.
2. С увеличением концентрации 3,3-тиодипропионовой кислоты увеличивался и выход полимера (от 27,4±1,2% при 0,5 г/л до 43,4±0,7% при 2 г/л).
3. Процентное содержание 3-меркаптоприоната в полимере уменьшалось при увеличении концентрации 3,3-тиодипропионовой кислоты (с 14,7±0,5% до 6,3±0,4%).
1. Alexander Steinbuchel.Non-biodegradable biopolymers from renewable resources: perspectives and impacts// Current Opinion in Biotechnology 2005, 16:607-613
2. Wubbeler J. H., Steinbuchel A. New pathways for bacterial polythioesters //Current Opinion in Biotechnology. - 2014. - T. 29. - C. 85-92.
3. Ramsay J. A. et al. Recovery of poly-3-hydroxyalkanoic acid granules by a surfactant-hypochlorite treatment //Biotechnology Techniques. - 1990. - T.
4. - №. 4. - C. 221-226.
4. Raza Z. A., Polyhydroxyalkanoates: Characteristics, production, recent developments and applications / Z. A. Raza, Sh. Abida, I. M. Banatb // International Biodeterioration & Biodegradation, 2018 - №126 - P. 45-56.
5. Volova, T.G. Microbial polyhydroxyalkanoates - plastic materials of the 21st century (biosynthesis, properties, applications) / T.G. Volova // Nova Science Pub. Inc., 2004. - P.283.
6. Dawes, E.A. Novel biodegradable microbial polymers. Kluwer Academic, Dordrecht / E.A. Dawes. - Netherlands, 1990.- C. 287.
7. Noisshiki Y., Komatsuzaki S. Medical materials for soft tissue use // Japanese Patent Application. № JP 7275344 A2. 1995
8. Lee, E. Y.; Kang, S. H.; Choi, C. Y. Biosynthesis of poly(3- hydroxybutyrateco-3-hydroxyvalerate) by newly isolated Agrobacterium sp. SH-1 and GW-04 from structurally unrelated single carbon substrates. J. Ferment. Bioeng. 1995,79, 328-334.
9. Khanna, S. Recent advances in microbial polyhydroxyalkanoates / S. Khanna, K. Ashok // Proc. Biochem., 2004. - C. 607 - 619
10. Lee, S.Y. Plastic bacteria. Progressandprospectsforpolyhydroxyalkanoate production in bacteria (Reviews)/ S.Y Lee // Tibtech.-1996.- 431-438 c.
11. Thiele O. W., Dreysel J., Hermann D. The “Free” Lipids of Two Different Strains of Hydrogen-Oxidizing Bacteria in Relation to Their Growth Phases //European Journal of Biochemistry. - 1972. - T. 29. - №. 2. - C. 224-236.
12. Kato M., Toshima K., Matsumura S. Enzymatic synthesis of polythioester by the ring-opening polymerization of cyclic thioester //Biomacromolecules.
• 2007. - T. 8. - №. 11. - C. 3590-3596.
13. Griffin G. J. L. Chemistry and technology of biodegradable polymers. - Blackie Academic and Professional, 1994.
14. Lutke-Eversloh T. et al. Identification of a new class of biopolymer: bacterial synthesis of a sulfur-containing polymer with thioester linkages //Microbiology. - 2001. - T. 147. - №. 1. - C. 11-19.
15. Kiene R. P., Taylor B. F. Biotransformations of organosulphur compounds in sediments via 3-mercaptopropionate //Nature. - 1988. - T. 332. - №. 6160. - C. 148-150.
... всего 25 источников