- •Реферат
- •Перелік умовних позначень
- •Огляд літератури розділ 1
- •1.1. Виділення та ідентифікація біотехнологічно-перспективних штамів роду Nocardia
- •1.2. Використання представників роду Nocardia у деградації нафтових забруднень
- •1.2.1. Механізми споживання гідрофобних сполук мікроорганізмами
- •1.2.1.1. Роль поверхнево-активних речовин у асиміляції вуглеводнів
- •1.2.1.2. Гідрофобність клітин мікроорганізмів і споживання вуглеводнів
- •1.2.1.3. Міжфазне споживання гідрофобних сполук, якому сприяють поверхнево-активні речовини
- •1.2.1.4. Генетичні основи деградації вуглеводнів
- •1.2.2. Деградація аліфатичних вуглеводнів
- •1.2.3. Деградація ароматичних вуглеводнів
- •1.2.4. Деградація гетероциклічних сполук
- •1.2.5. Біодеградація складових нафти імобілізованими клітинами бактерій роду Nocardia
- •1.3. Біосинтез практично-важливих метаболітів
- •1.3.1. Представники роду Nocardia як продуценти антимікробних речовин
- •Антибіотичні речовини представників роду Nocardia
- •1.3.2. Біосинтез поверхнево-активних речовин
- •1.4. Використання поверхневого культивування для отримання цільових продуктів
- •1.5. Використання представників роду Nocardia у процесах біотрансформації
- •1.6. Дослідження біосинтезу нокобактину Nocardia farcinica ifm10152
- •Висновки до огляду літератури
- •Експериментальна частина розділ 2 матеріали і методи досліджень
- •2.1. Об’єкти досліджень
- •При рості на агаризованих середовищах штам n. Vaccinii к-8 на 24 год утворює колонії схожої структури та зовнішнього вигляду, зображено у таблиці. Культуральні ознаки штаму Nocardia vaccinii к-8
- •2.2. Культивування Nocardia vacсinii к-8
- •2.3. Визначення параметрів росту і синтезу поверхнево-активних речовин
- •2.3.4. Метод кількісного визначення поверхнево-активних речовин
- •2.4. Визначення хімічного складу пар за допомогою тонкошарової хроматографії
- •2.5. Статистична обробка експериментальних результатів
- •Розділ 3 вплив органічних кислот на синтез поверхнево-активних речовин штамом nocardia vacсinii k-8 за умов росту на гліцерині
- •3.1 Хімічний склад поверхнево-активних речовин Nocardia vaccinii k 8
- •3.2. Вибір попередників та синтез поверхнево-активних речовин залежно від моменту їх внесення
- •Залежність синтезу пар n. Vaccinii k-8 від моменту внесення та концентрації цитрату натрію
- •3.3. Визначення оптимальних концентрацій цитрату й фумарату натрію
- •Залежність синтезу пар n. Vaccinii k-8 від концентрації цитрату
- •Залежність синтезу пар n. Vaccinii k-8 від концентрації фумарату
- •3.4. Синтез поверхнево-активних речовин за спільного внесення органічних кислот
- •Синтез пар штамом n. Vaccinii k-8 під час спільного внесення фумарату й цитрату натрію
- •3.5. Вплив регуляції рН на синтез поверхнево-активних речовин
- •Вплив регуляції рН на вихід поверхнево-активних речовин n. Vaccinii k-8
- •3.6. Вплив якості інокуляту на синтез поверхнево-активних речовин за присутності попередників
- •Вплив якості інокуляту на синтез поверхнево-активних речовин n. Vaccinii k-8
- •Висновки до експериментальної частини
- •Розділ 4 охорона праці
- •4.1 Організація служби охорони праці в лабораторії
- •Аналіз виробничого травматизму
- •Санітарні умови праці на виробництві Мікроклімат
- •Загазованість
- •Запиленість повітря
- •Заходи захисту від шуму та вібрацій
- •Освітлення
- •Випромінювання
- •Висновки по матеріалам аналізу санітарних умов
- •4.2 Розрахунок штучної освітленості для науково-дослідної лабораторії Національного університету харчових технологій Загальне освітлення
- •Місцеве освітлення
- •Список використаної ліератури
- •Ксерокопії публікацій
1.2.1.2. Гідрофобність клітин мікроорганізмів і споживання вуглеводнів
Гідрофобні взаємодії відіграють роль у сполученні мікроорганізмів з великою кількістю субстратів. Зокрема гідрофобна природа бактеріальної поверхні є фактором, що впливає на ріст мікроорганізмів на водонерозчинних субстратах, таких як вуглеводні. В цьому випадку контакт клітини з гідрофобними складовими є необхідним, тому що першим кроком деградації ароматичних чи аліфатичних вуглеводнів є транспорт молекулярного кисню асоційованими з клітинами оксигеназами [12, 24].
В ході дослідження в другому випадку при високих чи середніх значеннях гідрофобності клітини та міжфазного натягу спостерігалися низькі значенні поверхневого натягу. Ці результати свідчать про можливість утилізації нерозчинних субстратів прямим міжфазним споживанням. Так, у 47 % штамів (Rhodococcus equi Ou2, Corynebacterium sp. Co1, Corynebacterium jeikeium Ju1 2, Staphylococcus caprae Ac7) здатних до росту на гідрофобних сполуках не було виявлено здатності синтезувати ПАР [24]. Це свідчить про пряме міжфазне споживання гідрофобних сполук даними штамами.
Науковці встановили, що пряме міжфазове споживання гідрофобних складових є найбільш звичним механізмом для дріжджів роду Candida, що дозволяє клітинам прикріплюватися до нерозчинної фази. В ході експерименту було отримано досить різні значення індексу емульгування для гасу, моторного мастила та кукурудзяної олії, звідси можна припустити, що утворення емульсії залежить від присутності інших сполук з емульгувальними властивостями, виділених у середовище. Також ймовірною причиною є продукування амфіпатичних молекул у концентраціях, нижчих за ККМ у цих середовищах. При культивуванні на гідрофобному субстраті – найвищі значення гідрофобності були отримані для гексадекану. Аналізуючи отримані результати, можна прийти до висновку, що гідрофобні властивості клітини залежать від субстрату, який споживає мікроорганізм [13].
1.2.1.3. Міжфазне споживання гідрофобних сполук, якому сприяють поверхнево-активні речовини
В ході другого дослідження у 42,2 % штамів було виявлено одночасно досить високі значення як клітинної гідрофобності, так і рівня синтезу ПАР [24]. Одночасне спрямоване міжфазне споживання та міцелярний транспорт неможливі, так як розчинення ПАР включає в себе утворення гідрофільних міцел, і в такому випадку унеможливлює їх споживання гідрофобною клітинною поверхнею. В даному випадку можна припустити наявність третього механізму – ПАР-полегшене міжфазне споживання. При використанні цього механізму ПАР сприяють не розчиненню, а емульсифікації гідрофобних частинок, які і контактують з гідрофобною поверхнею. Даний механізм було виявлено у Micrococcus sp. Fl2, Rhodococcus equi Ou2, Corynebacterium pseudodiphteriticum Ac2, Pseudomonas fluorescens Es1, Alcaligenes faecalis Vi1 та ін. [24].
1.2.1.4. Генетичні основи деградації вуглеводнів
При аеробному метаболізмі алканів найчастіше використовувані шляхи їх деградації кодуються ОСТ плазмідами, що переносяться грам-негативними бактеріями: представниками роду Pseudomonas та іншими. У даному шляху мембранзв'язана монооксигеназа (кодується геном alkB) та розчинний рубредоксин з рубредоксинредуктазою перетворюють алкан у відповідний спирт, що в подальшому окиснюється до альдегіду та кислоти, переважно шляхом β-окиснення [14]. Віддалено-споріднені гомологи alkB були виявлені у грам-позитивних бактерій з високим вмістом ГЦ. У Rhodococcus spp. та Amycolatopsis rugosa було виявлено багатокопійні alkB послідовності. В ході дослідження Heiss-Blanquet із співавт.[15], використовуючи специфічні пари праймерів для різних груп генів алкангідролаз, як з грампозитивних, так і з грамнегативних бактерій, виявили, що найбільш різноманітними виявилися гени грам-позитивних мікроорганізмів, та показали їх залежність з алкан-деградаційною активністю.
Беручи до уваги вищенаведені дані, привертає увагу дослідження, здійснене італійськими вченими, в ході якого було виявлено, що представниками облігатної мікрофлори забрудненої нафтою місцевості виявилися якраз грам-позитивні бактерії, а саме – актиноміцети, представники родів Rhodococcus, Gordonia та Nocardia [14]. У всіх мікроорганізмів виявлено alkB послідовності, причому у штаму, ідентифікованого як Nocardia sp. SoB є 3 даних гени, в той час як у інших – лише один. Споживання даними штамами алканів з довгим ланцюгом (С20,С28,С36) підвердило роль alkB у деградації н-алканів: у Nocardia sp. SoB ступінь розкладу цих сполук після 28 днів культивування становив 95,2 - 98,9 %, в той час як інші штами показали значно нижчі результати. Це можна пояснити підвищеною кількістю копій даної послідовності у Nocardia sp. SoB, а отже і більшою кількістю синтезованих ферментів, що здійснюють деградацію алканів. Дані результати підтверджують роль alkB у біодеградації вуглеводнів [14].