Влияние различных химических и физических факторов на выживаемость иммобилизованных бактерий

• Автор: Старостина, Наталия Георгиевна
• Шифр специальности: 03.00.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1984
• Место защиты: Пущино
• Количество страниц: 209 c. : ил

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ.

ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ.

ГЛАВА I. Иммобилизованные клетки микроорганизмов

1.1. Основные области применения иммобилизованных микробных систем

1.2. Методы иммобилизации микробных клеток.

1.2.1. Адсорбция.

1.2.2. Ковалентное связывание.

1.2.3. Поперечное сшивание .

1.2.4. Микроинкапсуляция.

1.2.5. Включение в гели

1.3. Влияние факторов иммобилизации в ПААТ на жизнеспособность и ферментативную активность микроорганизмов .
1.3.1. Действие компонентов полимеризационной смеси
для образования ПААГ на микробные клетки .
1.3.2. Действие акриламида на живые организмы
1.3.3. Влияние температурных условий иммобилизации в ПААГ на ферментативную активность и жизнеспособность микроорганизмов .
1.4. Постиммобилизационные факторы, влияющие на сохранение жизнеспособности и ферментативной активности
ГЛАВА 2. Методы определения жизнеспособности микроорганизмов .
2.1. Методы количественного определения жизнеспособности микробных клеток
2.2. Определение содержания живых клеток в иммобилизованных микробных популяциях
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ
ГЛАВА 3. Материалы и методы
3.1. Микроорганизмы и условия их культивирования
3.2. Иммобилизация клеток
3.3. Определение содержания живых клеток .
3.4. Фотометрический анализ микробных суспензий
3.5. Фотометрический анализ содержания нуклеиновых
кислот и белка в бактериальных клетках
3.6. Электронномикроскопические методы исследования. . .
ГЛАВА 4. Влияние факторов иммобилизации в ПААГ на выживаемость ИКМ.
4.1. Влияние повышенной температуры на выживаемость ИКМ.
4.2. Действие исходных компонентов ПААГ на жизнеспособность клеток Бi .
4.3. Влияние полимеризационной смеси на жизнеспособность клеток Е.i
4.4. Влияние деформационных изменений полимерной решетки при образовании геля на выживаемость клеток .i в процессе иммобилизации
4.5. Влияние частиц ПААГ на жизнеспособность клеток .i
ГЛАВА 5. Цитофизиологическое изучение действия мономерного
акриламида на клетки .i
5.1. Влияние акриламида на рост бактерий.
5.1.1. Светомикроскопическое исследование
5.1.2. Ультраструктурные изменения .
5.1.3. Влияние акриламида на осмотическую стабильность бактериальных клеток.
5.1.4. Влияние акриламида на синтез нуклеиновых кислот .
5.2. Воздействие акриламида на бактерии .i в услови
ях, приближенных к условиям иммобилизации в ДААГ. . .
5.2.1. Злектронномикроскошгческое исследование
5.2.2. Влияние ионов на выживаемость клеток .i после обработки акриламидом.
5.2.3. Влияние акриламида на проницаемость оболочки
клеток .i.
ГЛАВА 6. Пути повышения выживаемости ИКМ в процессе их
иммобилизации в ПААГ.
6.1. Оптимизация температурного режима процесса иммобилизации .Ю
6.2. Снижение концентрации мономерного аЕфиламида как подход к повышению жизнеспособности ИКМ в ПААГ НО
6.3. Ослабление действия на клетки свободных радикалов, образующихся в цроцессе полимеризации акриламида . . Ш
6.4. Искусственное регулирование полимеризационной
среды . .
ГЛАВА 7. Выделение клонов клеток .i и .i с повышенной устойчивостью к процессу иммобилизации в ПААГ .
ГЛАВА 8. Влияние питательного субстрата и режима его введения в иммобилизованную микробную систему на жизнеспособность ИКМ.
ГЛАВА 9. Практическое применение некоторых закономерностей
действия акриламида и процесса иммобилизации в ПААГ на бактериальные клетки
9.1. Прогнозирование выживаемости бактерий, включаемых
в ПААГ.
9.2. Акриламидный тест для прямого микроскопического распознавания и количественного определения содержа
ния жизнеспособных и мертвых клеток в популяциях грам
отрицательных бактерий .
ЗАКЛЮЧЕНИЕ.
ВЫВОДЫ.
ЦИТИРОВАННАЯ ЛИТЕРАТУРА
ВВЕДЕНИЕ
Актуальность


Однако необходимость использования таких бифункциональных реагентов, как диальдегиды, цианурхлорид, карбодиимид, гексаметилендиамин и др. ИЛИ аминокацроила i . Аринбасарова и Кощеенко предложили метод ковалентного связывания клеток с силикагелем, активированным солями переходных металлов тС, i, позволивший практически полностью сохранять 1,2 дегидрогеназную активность клеток ii после иммобилизации. Стабильность таким образом иммобилизованных микроорганизмов была выше, чем в случае простой адсорбции клеток на силикагеле. Хорошие результаты также были получены цри иммобилизации дрожжевых клеток на различных нерастворимых носителях, активированных солями титана, железа, ванадия, стронция i . Особый интерес представляет метод ковалентного связывания с гидроокисями металлов, предложенный Кеннеди с соавт. Иммобилизация клеток при этом обеспечивается прочной частично ковалентной связью реакционноспособных групп клеточной стенки микроорганизмов с оксигруппами, образующимися в большом количестве гидроокисями металлов в водных растворах. Этот метод достаточно мягкий, он позволяет сохранять ферментативную активность и жизнеспособность в популяциях ИКМ в течение недель и даже месяцев. Поперечное сшивание клеток это метод иммобилизации посредством образования клеточных агрегатов, в которых микроорганизмы прикреплены друг к другу с помощью бифункциональных или полифункциональных реагентов. В основном это сшивание осуществляется за счет нн2групп лизина в клеточной стенке Кощеенко, . Этот метод называют иммобилизацией без носителя , . Различают химическое и физическое поперечное сшивание клеток. НЫ, ОТНОСЯТ К химическому поперечному сшиванию i . Кощеенко, . С помощью этого метода получены достаточно активные и стабильные биокатализаторы, осуществляющие простые одностадийные процессы. Так, клетки iv, иммобилизованные путем поперечного сшивания глутаральдегидом, после помещения в колонку более часов не теряли или незначительно снижали глюкозоизомеразную активность с выходом фруктозы не ниже , . Клетки . Бактерии i после процедуры поперечного сшивания сохраняли первоначальной ацилазной активности и снижали ее в 2 раза лишь после кратного использования , . Чибата с соавт. В первом случае аспартазная активность клеток падала до ,2 от активности свободных клеток, цри использовании диизоцианата толуола активность полностью исчезала. Физическое поперечное сшивание клеток путем флоккуляции или пеллетизации осуществляется за счет взаимных сил сцепления, характерных для некоторых микробных культур , , i, , . Например, мицелий некоторых грибных культур выращивают в виде шариков, которые затем используют для осуществления различных процессов трансформации стероидов, изомеризации глюкозы, расщепления раффинозы, образования этанола и др. Тзс, , , i, . Для повышения прочности клеточных агрегатов применяют окиси и гидроокиси металлов, полиамины, поликислоты и другие катионные и анионные полиэлектролиты , , . ТОЗан . Весьма интересным представляется комбинирование метода физического сшивания клеток с ковалентным связыванием какоголибо фермента с клетками с помощью бифункциональных реагентов, Так, глюкоамилазу, продуцируемую микроорганизмами рода i, ковалентно пришивали к шарикам мицелия , который продуцировал глюкозоизомеразу. Использование такого биокатализатора позволило получать фруктозу непосредственно из крахмала i, . Подобным образом инвертазу иммобилязсшина шариках мицелия i i, а оС амилазу на . Последний катализатор полностью сохранял глюкозоизомеразную активность В течение дня , i, . Микроинкапсуляция это метод заключения мелких частиц или клеток в тонкую оболочку пленкообразующего материала. В качестве материала оболочки используются многие природные и синтетические вещества, такие как желатин, казеин, карбоксиметилцеллшоза, коллодий, полиакриловая кислота, силикон и др. Солодовник, , . Так, Мохан и Ли , i, заключали клетки i iii в микрокапсулы ИЗ масла. Каждая такая микрокапсула содержала клеток. После 0 часов хранения при клетки сохраняли первоначальной ферментативной активности и при исследовании в фазовоконтрастном микроскопе не обнаруживали признаков лизиса. Чибата с соавт.