Сравнительное исследование бактериальных генов сурфактина, фенгицина и итурина

ВВЕДЕНИЕ 3
ГЛАВА 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ 6
1.1. Общая характеристика биосурфактантов 6
1.1.1. Классификация биосурфактантов 7
1.1.2. Основные продуценты БС 8
1.1.3. Строение НРПС 12
1.1.4. Сурфактин: строение, синтез 17
1.1.5. Итурин: строение, синтез 19
1.1.6. Лихенизин: строение, синтез 21
1.1.7. Фенгицин: строение, синтез 22
1.2. Области применения биосурфактантов 23
1.2.1. Применение биосурфактантов в нефтяной промышленности. 24
1.2.2. Применение биосурфактантов в сельском хозяйстве. 27
1.2.3. Применение биосурфактантов в медицине, фармакологии и
косметологии. 27
1.2.4. Применение биосурфактантов в пищевой промышленности. 29
1.2.5. Применение биосурфактантов в производстве моющих и чистящих
средств. 31
ГЛАВА 2. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ 32
2.1. Объекты исследования 32
2.2. Приготовление питательных сред для культивирования штамма Bacillus
altitudinis API-2019 33
2.3. Приготовление питательной среды для культивирования штаммов B.
cereus DG-1, B. cereus DG-5, B. cereus DG-6, B. cereus DG-7, B. subtilis TA-3, B. subtilis TA-8, Serratiaplymuthica TV-4, консорциума штаммов VM-2 34
2.4. Метод посева бактерий 34
2.5. Идентификация штаммов 35
2.6. Выделение препаратов ДНК 35
2.7. Метод полимеразной цепной реакции (ПЦР) 37
ГЛАВА 3. РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЯ 44
ВЫВОДЫ 55
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 56

Купить

Актуальность
Поверхностно-активные вещества (ПАВ) входят в группу органических соединений, для которых свойственно амфифильное строение, данные вещества имеют как гидрофильный, так и гидрофобный компоненты. Для ПАВ характерны тенденции к распределению между двумя несмешивающимися жидкостями, уменьшению
поверхностного/межфазного натяжения и активации процесса растворения неполярных соединений в полярных растворителях.
Поверхностно-активные соединения синтезируются либо химическим, либо биологическим путями. ПАВ биологического происхождения называются биосурфактантами (БС), так как они образуются в результате жизнедеятельности живых систем, в частности микроорганизмов. В отличие от синтетических ПАВ биосурфактанты являются нетоксичными и биоразлагаемыми веществами, специфичными и устойчивыми к экстремальным условиям. БС интересны тем, что обладают определенными свойствами, среди которых антибактериальная, антифунгицидная и противовирусная активности. В связи с уникальными свойствами биосурфактанты применяются разных сферах: в медицине, сельском хозяйстве, нефтяной и добывающей промышленности, косметологии, пищевой промышленности, химическом производстве моющих и чистящих средств.
Однако несмотря на высокий потенциал и возможность более широкого применения биосурфактантов их производство в промышленных масштабах связано с рядом трудностей, одной из которых является их низкая продуктивность, что в свою очередь связано с тем, что штаммы- производители и рекомбинантные штаммы очень редки. Другая сложность заключается в том, что для получения сурфактантов биологического происхождения необходимо дорогое сырье. Указанные факторы влияют на производство биосурфактантов в крупных масштабах, делая его капиталоемким и неконкурентоспособным по сравнению с ПАВ, синтезированного химическим путем.
В связи с вышеизложенным особый интерес представляет поиск новых продуцентов биосурфактантов, выявление которых позволит расширить объемы их производства.
• Объектами исследования являлись 9 коллекционных штаммов: Bacillus altitudinis API-2019, Bacillus cereus DG-1, B. cereus DG-5, B. cereus DG-6, B. cereus DG-7, B. subtilis TA-3, B. subtilis TA-8, Serratia plymuthica TV-4 и консорциум штаммов VM-2.
• Целью работы являлось сравнительное изучение бактериальных генов сурфактина, фенгицина и итурина с использованием полимеразной цепной реакции.
Для достижения целей были поставлены следующие задачи:
1. Изучить культуральные, морфологические и физиолого-биохимические особенности штаммов рода Bacillus (B. subtilis, B. cereus, B. altitudinis); S. plymuthica и консорциума штаммов;
2. Произвести детектирование генов сурфактантов методом ПЦР
(сурфактина, фенгицина, итурина и лихенизина) у штаммов рода Bacillus (B. subtilis, B. cereus, B. altitudinis); S. plymuthica и
консорциума штаммов;
3. Осуществить сравнительный анализ полученных результатов
Методы работы
Оценка способности исследуемых штаммов к биосинтезу сурфактина, итурина и фенгицина проводилась с использованием комплекса современных микробиологических методов, включающих, приготовление сред, позволявших культивировать штаммы, выделение препаратов ДНК и полимеразной цепной реакции с визуализацией результатов в реальном времени.
В результате исследований было выявлено, что в геномах Bacillus cereus DG-5 и Bacillus cereus DG-6 присутствует ген sfp, кодирующий синтез сурфактина. Полученные результаты обладают новизной, так как в более ранних исследованиях отсутствует информация о способности Bacillus cereus продуцировать сурфактин. Методом ПЦР в реальном времени в геноме Bacillus subtilis TA-8 обнаружен ген srfAA, кодирующий синтез сурфактина. Установлено, что в составе генома штамма Bacillus altitudinis API-2019 присутствуют гены ituD и fenD, кодирующие синтез итурина и фенгицина соответственно.
Научно-практическая значимость
Сведения, которые были получены в результате данного исследования, дополняют ранее полученную информацию о штаммах рода Bacillus, синтезирующих сурфактанты. Они могут быть полезны в поиске продуцентов биосурфактантов в промышленных масштабах и активного применения биоПАВ в различных сферах деятельности человека.

Купить