Особенности роста, липидного обмена и аккумуляции резервных биомолекул в культуре штамма Cupriavidus eutrophus B-10646, культивируемого на олеиновой кислоте
РЕФЕРАТ 4
ВВЕДЕНИЕ 5
ГЛАВА 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ 6
1.1 Структура и свойства полигидроксиалканоатов 6
1.2 Сферы использования полигидроксиалканоатов 10
1.3 Синтез поли-3-гидроксибутирата 11
1.4 Внутриклеточная деградация полигидроксиаканоатов 14
1.5 Штаммы - продуценты полигидроксиалканоатов 16
1.6 Липиды бактерий и их локализация в клетке 18
1.7 Жирнокислотный состав липидов бактериальной клетки 20
ГЛАВА 2. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ 22
2.1 Объект исследования 22
2.2 Культивирование и условия роста 23
2.3 Мониторинг параметров процесса 23
2.4 Экстракция липополисахаридов из бактериальной культуры 24
2.5 Экстракция липидов цитоплазматической мембраны 25
2.6 Приготовление метиловых эфиров жирных кислот для анализа
на хромато-масс-спектрометре 25
2.7 Анализ метиловых эфиров жирных кислот липидов 26
2.8 Микроскопическое исследование клеток 27
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 28
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ
В настоящее время глобальной экологической проблемой стало возрастающее использование человеком синтетических пластмасс главным образом полиолефинов (полиэтиленов и полипропиленов). Её решением могло бы стать создание экологически чистых материалов, служащих аналогом полиолефинов и вписывающихся в биосферные круговоротные циклы [3] .
В последние десятилетия непрерывно растет интерес к биодеградируемым природным полимерам (альгинатам, коллагену, желатину, хитозанам, фиброинам шелка) и полиэфирам бактериального происхождения - полигидроксиалканоатам (ПГА), синтезируемых микроорганизмами [14]. ПГА - полимеры гидроксипроизводных жирных кислот. Они обладают рядом полезных свойств, таких как биодеградация и биосовместимость.
ПГА перспективны для применения в пищевой промышленности (упаковочный материал), сельском хозяйстве (обволакиватели семян, удобрений, пестицидов, разрушаемые пленки, тара для тепличных хозяйств) и других сферах, включая медицину и фармакологию [4].
ПГА достаточно дорогостоящие материалы и данные полимеры пока не применяются настолько широко, насколько это возможно. В целях снижения их стоимости ведутся постоянные работы в поисках недорогостоящего субстрата, при росте на котором, выходы полимера будут высокими, и его свойства будут удовлетворять требуемым.
Таким образом, были исследованы физиолого-биохимические свойства бактерий C. eutrophus B-10646 в периодической культуре при росте на олеиновой кислоте.
Описаны характеристики роста бактерий, содержание и молекулярно - массовое распределение полимера, жирнокислотный состав липидов клеток, размерные параметры клеток. По итогам работы можно сказать, что олеиновая кислота является перспективным субстратом для синтеза ПГА по сравнению с культивированием на сахарах.
1) В течение 72 ч культивирования урожай биомассы составил 6,7 г/л с общим содержанием полимера 91%. Клетки синтезировали гетерополимер с включением 3-гидрокисвалерата 1,5-3%.
2) Основными жирными кислотами липидов цитоплазматической мембраны являлись: насыщенная 16:0, ненасыщенные 16:1 W7 и 18:1 W9. В жирнокислотном составе липополисахаридов преобладают а-ОН и в-ОН жирные кислоты с длиной цепи 14 и 16 атомов углерода.
3) На каждом этапе культивирования преобладали клетки длиной 1,1¬
2,5 мкм. В стационарной фазе роста встречались гигантские клетки длиной свыше 20 мкм.
