Биосурфактанты актинобактерий рода Rhodococcus: индуцированный биосинтез, свойства, применение

• Автор: Куюкина, Мария Станиславовна
• Шифр специальности: 03.00.07
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2006
• Место защиты: Пермь
• Количество страниц: 295 с. : ил.

Содержание

Введение Обзор литературы

Глава 1. Характеристика биосурфактантов, продуцируемых

микроорганизмами

1.1. Физикохимические свойства и классификация микробных сурфактантов. Эволюционная конвергентность признака сурфактантной активности.
1.2. Биологические свойства алканотрофных актинобактерий и способность к синтезу поверхностноактивных веществ
1.2.1. Поглощение и транспорт гидрофобных соединений в клетки родококков. Участие биосурфактантов.

1.2.2. Окислительная трансформация углеводородов

1.3. Метаболические пути и механизмы регуляции биосинтеза сурфактантов

1.4. Методы выделения и очистки биосурфактантов

Глава 2. Промышленный потенциал микробных сурфактантов.

Использование биосурфактантов в технологиях биоремедиации загрязненных экосистем
Глава 3. Возможные физиологические роли и биологическая
активность микробных сурфактантов
1.1. Физиологические функции биосурфактантов
1.2. Антибиотическая активность
1.3. Некоторые аспекты воздействия биосурфактантов на высшие организмы
Экспериментальная часть
Глава 4. Объекты и методы исследования
4.1. Микроорганизмы, условия их выделения и культивирования
4.2. Генетический анализ с использованием полимеразной цепной
реакции
4.3. Иммобилизация клеток родо кокков на органические и минеральные носители
4.4. Выделение поверхностноактивных веществ биосурфактантов
4.5. Определение поверхностной, межфазной и эмульгирующей активности
4.6. Структурный анализ биосурфактантов
4.7. Выделение и структурная идентификация гликолипидного 3 комплекса
4.8. Изучение токсичности и биодеградабельности
4.9. Определение биологической активности
4 Определение нефтеотмывающей активности
4 Фракционный анализ нефтепродуктов
4 Математическое моделирование процесса нефтеотмывания
4 Опыты по биоремедиации нефтезагрязненной почвы
4 Статистическая обработка результатов исследования 4 Результаты и обсуждение
Глава 5. Распространенность признака сурфактантной
активности среди актинобактерий рода КкоЛососси.
Характеристика поверхностноактивных свойств
алканотрофных родококков
5.1. Скрининг потенциальных продуцентов биосурфактантов среди 5 природных изолятов актинобактерий
5.2. Сравнительная характеристика поверхностноактивных и 9 эмульгирующих свойств представителей разных видов родококков
Глава 6. Оптимизация процессов биосинтеза и выделения
сурфактантов алканотрофных родококков
6.1. Изучение динамики биосинтеза сурфактантов родококками в
условиях роста на углеводородсодержащих средах. Поиск
эффективных индукторов процесса биосинтеза
6.2. Моделирование ферментационного процесса получения
биосурфактантов
6.3. Иммобилизация родококков продуцентов бисурфактантов на 0 природные и синтетические носители
6.4. Оригинальный метод выделения ЯЛогососснясурфактантов
Глава 7. Физикохимическая характеристика ЮюЛососсия
биосурфактантов
7.1. Поверхностная и межфазная активность очищенных
Й0ос0Ш5биосурфактантов
7.2. Эмульгирующая активность Ююсососсмбиосурфактантов
7.3. Гидрофильнолипофильный баланс
7.4. Качественный состав биосурфактантных комплексов
7.5. Молекулярная структура гликолипидов СЫСЬЗ
7.6. Устойчивость Моососсмбиосурфактантов к физико
химическим воздействиям
7.7. Оценка возможности использования Ккоососсиз
биосурфактантов в качестве гидрофобизаторов природных и
синтетических носителей
Глава 8. Биологические свойства гликолипидных МоЛососсм 5 биосурфактантов
8.1. Токсикологическая характеристика ЯИос1ососсиз 6 биосурфактантов
8.2. Активность Уюгососсмябиосурфактантов в отношении
микроорганизмов
8.3. Воздействие Дюгосоошбиосурфактантов на высшие
организмы
8.3.1. Иммуномодулирующая активность
8.3.2. Противовоспалительная активность
8.3.3. Аллергенность
8.3.4. Влияние на центральную нервную систему
Глава 9. Оценка возможности использования ЯкойососсиБ 8 биосурфактантов для биоремедиации нефтезагрязненных почв и грунтов.
9.1. Изучение эффективности и экологической безопасности 8 применения биосурфактантов для интенсификации процессов восстановления нефтезагрязненных почв
9.2. Создание олеофильного биопрепарата на основе Ккососст 3 сурфактантов
9.3. Разработка биотехнологии восстановления нефтезагрязненных
почв и грунтов
Заключение
Выводы
Список литературы


В настоящее время описаны микробиологические процессы получения софорозолипидов на основе высокопродуктивных штаммов i i с использованием возобновляемых источников сырья, таких как животный жир , i, , депротеинизированный сывороточный концентрат i . Кроме того, интенсивно исследуются возможности энзиматической трансформации природных софоролипидов с целью получения дериватов с заданными свойствами i . Головневые грибы рода i хорошо известные продуценты гликолипидных биосурфактантов, содержащих в качестве углеводного компонента восстанавливающий дисахарид целлобиозу см. Впервые процесс биосинтеза целлобиозолипидов так называемых устилаговых кислот, штаммом i 9 описан i и ix с соавт. Позднее одновременный синтез двух гликолипидов показан для i i . В ряде работ Голубев и др. Так, клетки . ВКМ при росте в глюкозопептонной среде 4,5 секретируют термоустойчивый целлобиозолипид, обладающий выраженным фунгицидным действием и проявляющий антибиотическую активность в отношении широкого спектра дрожжевых и дрожжеподобных грибов, в отличие от известных микоцинов дрожжей, имеющих сравнительно узкий спектр действия Голубев и др. В году . Позднее данной группой и другими исследователями i . I . В частности, показано стимулирующее воздействие маннозилэритритоллипидов на процессы эмульгирования и биодеградации алканов . Гликолипиды, содержащие дисахарид трегалозу, являются типичными липидами клеточной оболочки коринеформных и нокардиоформных актинобактерий. Наиболее детально изучены поверхностные трегалозолипиды, известные как кордфактор и лизокордфактор, впервые обнаруженные в х г. Коронелли, . В г. СбНзббО7СН2. Позднее кордфактор и лизокордфактор, представленный монокориномиколатом трегалозы, обнаружены в клетках других патогенных микобактерий включая так называемых мягких оппортунистических патогенов группы М. М. i, нокардий i i и коринебактерий i ii, . Выявленная поверхностная и особенно выраженная межфазная активность моно и димиколатов трегалозы обусловили биотехнологическую значимость данных соединений в качестве эффективных биоэмульгаторов и нефтеотмывающих агентов i . Однако явная или потенциальная патогенность штаммовпродуцентов, а также высокая токсичность синтезируемых гликолипидов ii . В этой связи актуальным является поиск новых продуцентов гликолипидных сурфактантов среди непатогенных представителей группы миколат, то есть актинобактерий, содержащих в составе клеточных липидов высокомолекулярные аразветвленные гидроксилированные жирные миколовые кислоты . СогупеЬаМепасеае, В1е1г1асеае, СоЫотасеае, МусоЬаМепасеае, МосагсНасеае и ТзикатигеИасеае, объединенные в подпорядок СогупеЬаМеппеае фаскеЬгапск ег а. Ююс1ососсиз и воЫота характеризуются минимальным 1 и 3, соответственно числом патогенных и условно патогенных видов и, следовательно, представляют интерес в качестве промышленных продуцентов биосурфактантов. Таблица 1. Примечание. Использованы данные i i i i i . Батраков и др. Таким образом, спектр миколат с изученной сурфактантной активностью ограничивается в основном представителями рода , в частности только одного вида . Коронелли, Юферова, Коронелли и др. Назина и др. Пирог и др. Дигликозилдиглицериды являются наиболее общей разновидностью гликолипидов, обнаруженных у лактобацилл. Эти биосурфактанты представлены дигликозил, диманнозилдигалактозил и галактозилдиглицеридами Елисеев, Кучер, . Клеточносвязанный глюкозилманнозилглицеролипид, содержащий доминирующие антеизоС 0 и С0 жирные кислоты, обнаружен у ii . Другой микробактериальный гликоглицеролипид, диОметилтетрадеканоилЗгалактозилглицерол, успешно использован в экспериментах по биоремедиации почвы, загрязненной галогенпроизводными ароматических углеводородов , . Липоамипокислоты и липопептиды. Этот класс микробных сурфактантов имеет большое медицинское и биотехнологическое значение. Данные соединения обнаружены у прокариотных и эукариотных микроорганизмов. Липопептидные биосурфактанты более гетерогенны по химическому строению, чем гликолипидные ПАВ. Характерным структурным элементом липоаминокислот и липопептидов, является жирная кислота, связанная с аминокислотой либо пептидом.