МОЛЕКУЛЯРНО-ГЕНЕТИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ ГЕНА ЭНДОГЛЮКАНАЗЫ ШТАММАPM-CELL ТЕРМОФИЛЬНОЙ БАКТЕРИИ PSEUDOXANTHAMONAS TAIWANENSIS

Аннотация
ВВЕДЕНИЕ 8
1 Литературный обзор 10
1.1 Целлюлоза и ее биодеградация 10
1.1.1Химическое строение полисахаридов и целлюлозы 10
1.1.2 Распространение целлюлозы в природе. Растительная и бактериальная
целлюлоза 13
1.1.3 Биосинтез целлюлозы 14
1.1.4 Биодеградация целлюлозы. Целлюлазы 17
1.2 Целлюлазы 17
1.2.1 Классификации целлюлаз. Семейства целлюлаз. Структура фермента 17
1.2.2 Целлюлазные системы аэробных бактерий 19
1.2.3 Целлюлазные системы анаэробных бактерий 20
1.3 Термофильная бактерия Pseudoxanthomonas taiwanensis 21
2 Материалы и методы 22
2.1 Материал исследования 22
2.2 Методы исследования 22
2.2.1 Подбор микроорганизма для разработки тест-системы 22
2.2.2 Посев на жидкую и твердую среды 23
2.2.3 Выделение ДНК 24
2.2.4 Измерение концентрации и оценка качества выделенной геномной ДНК 25
2.2.5 Подбор праймеров и проведение ПЦР 25
2.2.6 Гель электрофорез 26
2.2.7 Определение целлюлазной активности штамма РМ-cell 26
3 Результаты и обсуждение 28
3.1 Поддержание культур C. uda и P. taiwanensis на жидкой и твердой средах 28
3.2 Выделение геномной ДНК, оценка концентрации и чистоты образцов 28
3.3 Разработка праймеров для ПЦР 29
3.4 ПЦР с праймерами к гену эндоглюканазы на ДНК штаммах PM-cell P. taiwanensis
и B-5502 C. uda 29
3.5 Оценка результатов количественного анализа целлюлазной активности PM-cell ..30
ВЫВОДЫ 32
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 33

Купить

Целлюлоза, содержащаяся в отходах сельского хозяйства, деревообрабатывающей и пищевой промышленности может быть использована как источник дешевого сахара и биотоплива после обработки микроорганизмами, вырабатывающими целлюлазу [Алешина, 2001]. Препараты целлюлазы широко используются в таких сферах, как текстильная и целлюлозно-бумажная промышленности, производство стиральных порошков и диетических пищевых продуктов, животноводство и лесоводство. Поиск новых вариантов ферментов с более высокой скоростью реакции деградации в настоящее время очень актуален.
Различают три типа ферментов, необходимых для эффективного гидролиза целлюлозы:
• Эндоглюканазы - снижают степень полимеризация цепи и образуют свободные концевые группы, расщепляя ее в произвольных местах;
• Целлобиогидролазы - отщепляют целлобиозы (димеры) от оставшихся концевых групп;
• Р-глюкозидазы - расщепляют циллобиозу на мономеры глюкозы [Banerjee [et al.], 2010].
Для первичного расщепления молекулы целлюлозы необходимо наличие фермента эндоглюканазы. Поэтому актуально изучение именно этого класса ферментов, для создания новых препаратов целлюлазы.
Cellulomonas uda - это вид грамположительных палочковидных бактерий, которые могут разлагать целлюлозу как в аэробных, так и в анаэробных условиях [H. V. Poulsen, 2016]. Этот вид выделяет ферменты, которые разрушают целлюлозу на сахара и другие продукты ферментации. Используются в процессе компостирования, так как вырабатывают тепло, которое стимулирует размножение других микроорганизмов.
Показано, что обнаруженный в лаборатории промышленной микробиологии ТГУ штамм термофильной бактерии Pseudoxanthomonas taiwanensis - РМ-cell обладает целлюлазной активностью. Для подтверждения наличия способности к расщеплению целлюлозы необходимо разработать систему диагности гена эндоглюканазы в геномах микроорганизмов.
Цель работы: определить наличие гена эндоглюконазы в штамме PM-cell термофильной бактерии Pseudoxanthamonas taiwanensis.
Задачи:
1. Разработать тест-систему на основе ПЦР для выявления гена эндоглюканазы у целлюлолических бактерий;
2. Определить наличие гена эндоглюканазы в штамме PM-cell термофильной бактерии Pseudoxanthamonas taiwanensis;
3. Определить целлюлитическую активность штамма PM-cell термофильной бактерии Pseudoxanthamonas taiwanensis.
Автор выражает благодарность кандидату биологических наук Юлии Александровне Франк, старшему преподавателю Бухтияровой Полине Александровне и директору ООО «Дарвин» Ивасенко Денису Александровичу за научное руководство и помощь в постановке экспериментов.

Купить