Введение 3
Глава 1. Обзор литературы 5
1.1 Полигидроксиалканоаты и его особенности. 5
1.2. Характеристика поли(З-гидроксибутирата) 6
1.3 Молекулярно-массовое распределение полимера 9
1.5 Cupriavidus eutrophus B-10646, как продуцент ПГА 13
Глава 2. Материалы и методы 14
2.1 Бактериальный штамм, среда и условия роста 14
2.2. Культивирование и измерение параметров процесса
2.3. Измерение содержания полимера. 15
2.4. Измерение молекулярной массы. 15
Заключение 24
Список использованной литературы
Полигидроксиалканоаты (ПГА) - новый класс биоматериалов, обладающих комплексом полезных свойств - термопластичностью, биосовместимостью с животными тканями, антиоксидантностью, биодеградируемостью, что делает перспективным их использование в различных сферах деятельности человека, а именно, в медицине, фармакологии, электронной промышленности и т.д. Наиболее ценным в ПГА является возможность синтеза биополимеров различного состава, т.е. управление их свойствами (температура плавления и разложения, удлинение при разрыве, прочность на разрыв и т.д.). В настоящее время выявление связи между условиями роста бактерий, штаммовой спецификой, химической структурой и молекулярной массой полимера является актуальной задачей. Молекулярная масса полимера - это один из важных показателей, так как она влияет на физико-механические характеристики полимера, от чего в свою очередь зависит возможность переработки полимера в различные изделия. Несмотря на то, что проводились и проводятся многочисленные биохимические и биотехнологические исследования биосинтеза ПГА, очень мало работ по изучению возможности регулирования степени полимеризуемости полимера. Публикаций, посвященных анализу этой проблемы, крайне мало. В настоящее время полагают, что величина молекулярной массы зависит от видовых характеристик штамма, условий культивирования, в частности, углеродного субстрата, времени и температуры культивирования, соотношения C/N в среде, а также условий экстракции.
При дефиците азота в клетках бактерий начинается синтез полимера. Для применения ПГА в различных областях необходимо решить проблему регулирования молекулярной массы полимера, так как степень полимеризации влияет на его физические характеристики.
Целью нашей работы было изучение влияния условий культивирования на рост бактерий Cupriavidus eutrophus B-10646 и синтез полимера.
Перед нами стояли следующие задачи, а именно:
1) Исследовать влияние различных концентраций NH4Cl на рост клеток Cupriavidus eutrophus B-10646 и синтез полимера.
2) Определить молекулярную массу полимера в ходе роста культуры
Исследовано накопление биомассы и полимера у бактерий C. eutrophus B-10646 при культивировании на фруктозе и олеиновой кислоте при концентрации NH4Cl в среде 1.0, 1.5 и 2.0 г/л. Максимальный урожай биомассы при росте бактерий, как на фруктозе, так и на олеиновой кислоте получен в присутствии NH4Cl в концентрации 2.0 г/л и составил соответственно 10.5 и 9.9 г/л. Содержание полимера в конце культивирования, независимо от типа используемого субстрата и концентрации хлорида аммония, составляло 80-90% от веса сухой биомассы. Установлено, что в ходе культивирования, когда субстратом была фруктоза, среднечисловая и средневесовая молекулярная масса полимера снижалась соответственно с 900-1400 и 1600-2100 до 300-340 и 770-900 кДа на фоне увеличения полидисперсности с 1.66-1.94 до 2.42-2.6. При культивировании бактерий на олеиновой кислоте среднечисловая и средневесовая молекулярные массы полимера на 48 и 72 ч практически не отличались и составляли 150-300 и 650-800 кДа. Для полимера, полученного на олеиновой кислоте, характерна более высокая полидисперсность (3.3-4.6)
