ВВЕДЕНИЕ 5
ГЛАВА 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ 6
1.1. Краткая характеристика биосурфактантов 6
1.1.1. Рамнолипиды 8
1.1.2 Трегалолипиды 10
1.1.3. Софоролипиды 11
1.1.5. Липопептиды и липопротеины 12
1.1.6. Жирные кислоты, фосфолипиды и нейтральные липиды 14
1.2. Род Bacillus 15
1.2.1. Род Bacillus в образовании биосурфактантов 16
ГЛАВА 2. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ 18
2.1. Приготовление питательных сред для культивирования штамма Bacillus
altitudinis 18
2.2. Методы посева бактерий 18
2.3. Рост штамма Bacillus altitudinis в жидкой среде 20
2.4. Выделение препаратов ДНК 21
2.5. Выделение ДНК с помощью Chelex 21
2.6. Определение антибиотикоустойчивости 21
2.7. Определение устойчивости Bacillus altitudinis к антибиотикам (ампициллин,
тетрациклин и хлорамфеникол) методом ПЦР 22
2.8. Детекция генов сурфактантов у Bacillus altitudinis методом ПЦР ...23
2.9. Измерение эмульгирующей активности 24
ГЛАВА 3. РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ 26
3.1. Морфологические и тинкториальные характеристики чистой культуры. 26
3.2. Физиолого - биохимические признаки B. altitudinis 21
3.3. Подбор праймеров для молекулярно-генетического анализа 29
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 31
ВЫВОДЫ 33
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 35
Биосурфактанты - поверхностно-активные вещества (ПАВ), образующиеся различными видами микроорганизмов.
Физиологическая роль биосурфактантов связана с эмульгированием питательных компонентов, обеспечением процессов слипания клеток к веществам, их освобождение с поверхности, проявлением антибактериальной и противогрибковой активности и рецепторов для бактериофагов.
Установлено 5 классов биосурфактантов: гликолипиды; липополисахариды и полисахарид-липидные комплексы; липопептиды; жирные кислоты и нейтральные липиды.
За последние несколько лет микроорганизмы, синтезирующие биосурфактанты, вызывает значительный интерес как в теоретическом, так и практическом плане. Изучение направлено преимущественно на решение вопросов их использования в биотехнологических направлениях, в пищевой и косметической промышленности, в агрономии.
Цель работы: выявить физиолого-биохимические характеристики штамма Bacillus altitudinis api - 2019.
Задачи исследования:
1) изучить особенности синтеза поверхностно-активных веществ Bacillus altitudinis api - 2019;
2) методом ПЦР провести детекцию генов сурфактантов (сурфактина, фенгицина и итурина) у Bacillus altitudinis api - 2019
3) методом ПЦР определить чувствительность Bacillus altitudinis api - 2019 к антибиотикам (ампициллин, тетрациклин и хлорамфеникол);
4) установить особенности роста Bacillus altitudinis на синтетических средах с добавлением производных фенольной природы.
Биосурфактанты - продуцируемые микроорганизмами поверхностно-активные вещества (ПАВ), по химическому строению представляющие собой амфифильные молекулы, состоящие из гидрофильной (кислоты, моно-, ди- и полисахариды, пептиды) и гидрофобной частей (насыщенные и ненасыщенные углеводорода, жирные кислоты), которые снижают поверхностное и межфазное натяжение, что является причиной взаимосвязи с поверхностями различных полярностей (Ron E., Rosenberg E., 2001).
В настоящее время поиск и изучение микроорганизмов, способных к синтезу биосурфактантов, имеет большое значение, т.к. биосурфактанты обладают рядом преимуществ над синтетическими поверхностно-активными веществами: высоким биоразложением (Lima et al., 2011), низкой вирулентностью, высокой биологической совместимостью (Desai and Banat, 1997; Gautam and Tyagi, 2006), высокой активностью при экстремальных условиях температуры, pH, солёности (Abouseoud et al., 2008), структурным и функциональным разнообразием (Desai and Banat, 1997),
При исследовании новых штаммов важной задачей является получение данных как об их физиолого-биохимических особенностях, так и о характере синтезируемых ими поверхностно-активных веществ.
В задачи настоящей работы входило выявление особенностей штамма Bacillus altitudinis api - 2019. Выявлены следующие характеристики штамма: аэробный рост между рН 6 и рН 8 в диапазоне от 20 до 40 °С. Штамм B.altitudinis api - 2019 образует колонии молочного цвета, выпуклые, гладкие, с ровным краем, средних размеров. Установлены тинкториальные свойства (грамположительные палочки).
Подобраны методики изучения синтеза поверхностно-активных веществ Bacillus altitudinis api - 2019, в частности, методики определения активности эмульгирования Голденберга и Купера (Rosenberg, 2006; Cooper, Goldenberg, 1987).
Для молекулярно-генетического анализа Bacillus altitudinis api - 2019 проведен подбор праймеров генов, контролирующих синтез сурфактантов. Данный этап является ключевым элементом при исследовании определенных фрагментов целевых генов методом ПЦР. Для выявления продукции сурфактина подобраны праймеры гена srfA (Hsieh et al., 2004), ответственного за синтез сурфактина. С использованием биоинформационной базы данных NCBI подобраны наборы праймеров генов фенгицина (fenC) и итурина (ituA).
Следует отметить, что в ближайшей перспективе биосурфактанты будут иметь все более широкое применение в медицине, так как они могут влиять на дифференцировку клеток, вызывают распад биопленок и проявляют
антиадгезионную активность (Balan SS, Mani P, Kumar CG, Jaylakshmi S., 2019), показан иммуномодулирующий эффект и противоопухолевая активность соединений данной группы. Кроме этого, микробные сурфактанты обладают противогрибковой и противовирусной активностью, способны проявлять противовоспалительные свойства, сдерживая рост патогенов, в том числе, обладающих множественной лекарственной устойчивостью.
