Статті

Постійне посилання на розділhttps://dspace.nuft.edu.ua/handle/123456789/7372

Переглянути

Результати пошуку

Зараз показуємо 1 - 10 з 36
  • Ескіз
    Документ
    Вплив умов культивування продуцентів поверхнево-активних речовин Acinetobacter calcoaceticus IМВ В-7241, Rhodococcus erythropolis IМВ Ac-5017 і Nocardia vaccinii IМВ В-7405 на синтез фітогормонів
    (2017) Пирог, Тетяна Павлівна; Гаврилкіна, Дар’я Володимирівна; Леонова, Наталія Осипівна; Шевчук, Тетяна Андріївна
    У статті досліджено синтез фітогормонів за умов росту продуцентів поверхнево-активних речовин Acinetobacter calcoaceticus ІМВ В-7241, dococcus erythropolis ІМВ Ac-5017 і Nocardia vaccinii ІМВ В-7405 на різних вуглецевих субстратах, у тому числі й промислових відходах. Рівень синтезу позаклітинних ауксинів і цитокінінів та їх якісний склад залежав від природи джерела вуглецю у середовищі культивування досліджуваних штамів. Найвищу кількість ауксинів (770 мкг/л) і найширший спектр цих фітогормонів синтезував штам N. vaccinii ІМВ В-7405 за умов росту на рафінованій олії. Концентрація цитокінінів була максимальною (348—364 мкг/л) у разі культивування N. vaccinii ІМВ В-7405 і A. calcoaceticus ІМВ В-7241 на рафінованій олії й очищеному гліцерині відповідно. За умов росту всіх штамів на відпрацьованій соняшниковій олії концентрація синтезованих фітогормонів становила в середньому 40—70 мкг/л. Проаналізовано можливість розробки безвідходної технології одержання комплексних мікробних препаратів з різноманітними біологічними властивостями мультифункціонального призначення.
  • Ескіз
    Документ
    Біосинтез поверхнево-активних речовин актинобактеріями роду Rhodococcus
    (2020) Пирог, Тетяна Павлівна; Гейченко, Богдана Сергіївна; Шевчук, Тетяна Андріївна; Мучник, Фаїна Володимирівна
    Ринковий інтерес до представників роду Rhodococcus зумовлений унікальними особливостями їх метаболізму, зокрема здатністю до деструкції багатьох ксенобіотиків, що часто відбувається за участі синтезованих цими актинобактеріями поверхнево-активних речовин (ПАР) гліколіпідної природи. В огляді наведені сучасні дані літератури і результати власних експериментальних досліджень щодо утворення поверхнево-активних речовин родококами на традиційних вуглеводневих (н-алкани, нафта, гас, дизельне паливо), інших гідрофобних (рафіновані олії) та гідрофільних (гліцерин, етанол, вуглеводи) моно- і змішаних субстратах, а також промислових відходах (олійні фузи, відпрацьована олія, відходи виробництва біодизелю). Найбільша кількість публікацій стосується синтезу ПАР за умов росту цих актинобактерій на вуглеводнях, у той час як відомості про використання олієвмісних та гідрофільних субстратів, а також промислових відходів для утворення поверхнево-активних речовин нечисельні. Оптимізація умов культивування продуцентів, у тому числі й за допомогою математичних методів, використання мутантних та генно-інженерних штамів дали змогу підвищити синтезувальну здатність представників роду Rhodococcus на різних субстратах до рівня високоактивних продуцентів інших поверхнево-активних гліколіпідів (рамно- та софороліпідів). Market interest to the Rhodococcus genus bacteria is due to the unique properties of their metabolism, in particular, the ability to destroy many xenobiotics, which often occurs with а participation of glycolipid nature surfactants synthesized by these actinobacteria. The review presents recent literature data and the results of own experimental studies concerning formation of surfactants under cultivation of Rhodococcus on traditional hydrocarbons (n-alkanes, crude oil, kerosene, diesel fuel), other hydrophobic (refined oils) and hydrophilic (glycerol, ethanol, carbohydrates) mono- and mixed substrates, as well as industrial wastes (fried oil, waste of biodiesel production). The largest number of publications relates to the synthesis of surfactants by these actinobacteria on hydrocarbons, while information about using oil and hydrophilic substrates, as well as industrial waste for the formation of surfactants, is limited. Optimization of producers cultivation conditions, including the use of mathematical methods, mutant and genetically engineered strains allowed to increase synthesizing ability of Rhodococcus genus representatives on different substrates to the level of highly active producers of other surface-active glycolipids (rhamno- and sophorolipids).
  • Ескіз
    Документ
    Інтегровані технології мікробного синтезу кількох цільових продуктів
    (2019) Пирог, Тетяна Павлівна; Ключка (Никитюк), Лілія Вікторівна; Клименко, Наталія Олександрівна; Шевчук, Тетяна Андріївна; Іутинська, Галина Олександрівна
    Останніми роками підвищується інтерес дослідників до технологій мікробного синтезу цільових продуктів мультифункціонального призначення, зокрема, полігідроксиалканоатів і поверхнево-активних речовин. Проте їх промислове виробництво стримується високими витратами на процес біосинтезу. Одним з підходів до вирішення цієї проблеми є реалізація так званих інтегрованих біотехнологій, в яких одночасно з цільовим синтезуються практично цінні супутні метаболіти, висока ринкова вартість яких дає змогу компенсувати витрати на одержання цільового продукту. В огляді підсумовано дані літератури щодо одночасного мікробного синтезу полігідроксиалканоатів, поверхнево-активних речовин, пігментів, ферментамів, органічних кислот, екзополісахаридів, аміно- і поліамінокислот, фітогормонів, бактеріоцинів, Сфери застосування синтезованих одним продуцентом комплексу практично важливих метаболітів з різноманітними властивостями є значно ширшими, ніж монопрепаратів. Різна локалізація кількох метаболітів (внутрішньо- та позаклітинні), синтезованих на дешевих і наявних у великій кількості промислових відходах, дає можливість реалізації високоефективних безвідходних біотехнологій.
  • Ескіз
    Документ
    Деструкція біоплівок за дії поверхнево-активних речовин, синтезованих у різних умовах культивування Nocardia vaccinii IMB B-7405
    (2019) Пирог, Тетяна Павлівна; Ключка, Ігор Вікторович; Ключка (Никитюк), Лілія Вікторівна; Шевчук, Тетяна Андріївна; Іутинська Галина Олександрівна
    Мета. Дослідити вплив умов культивування Nocardia vaccinii ІМВ В-7405 на здатність синтезованих поверхнево-активних речовин (ПАР) руйнувати біоплівки. Методи. Культивування штаму ІМВ В-7405 здійснювали в середовищі з очищеним гліцерином, рафінованою і відпрацьованою олією різної якості, відходах виробництва біодизелю та суміші субстратів до ранньої і пізньої стаціонарної фази росту. ПАР екстрагували з супернатанту культуральної рідини сумішшю хлороформу і метанолу (2:1). Ступінь руйнування біоплівки визначали спектрофотометричним методом. Результати. Встановлено, що ступінь деструкції бактеріальних та дріжджової біоплівок за наявності ПАР залежав від умов культивування N. vaccinii ІМВ В-7405 (природа, концентрація, якість ростового субстрату та тривалість процесу). Найвищий ступінь руйнування бактеріальних біоплівок (53−78%) спостерігався за дії поверхнево-активних речовин, синтезованих на суміші відходів виробництва біодизелю та меляси. Деструкція біоплівки Candida albicans Д-6 була максимальною (52−72%) за наявності ПАР, одержаних на очищеному гліцерині. Збільшення тривалості культивування N. vaccinii ІМВ В-7405 на рафінованій та відпрацьованій після смаження «картоплі селянської» олії супроводжувалося синтезом ПАР, за дії яких ступінь руйнування біоплівок бактеріальних тест-культур знижувався у 1,3−2,2 рази. Вища деструкція біоплівок за дії супернатантів порівняно з використанням розчинів поверхнево-активних речовин аналогічної концентрації може бути зумовлена синтезом N. vaccinii ІМВ В-7405 інших, відмінних від ПАР, метаболітів, здатних до руйнування біоплівок. Висновки. Наведені дані засвідчують, що ПАР, синтезовані в різних умовах культивування N. vaccinii ІМВ В-7405, здатні руйнувати бактеріальні та дріжджові біоплівки. Залежність ступеня деструкції біоплівок за наявності ПАР від умов вирощування продуцента потрібно враховувати при розробці технологій одержання цих продуктів мікробного синтезу.
  • Ескіз
    Документ
    Вплив одновалентних катіонів на синтез та біологічні властивості поверхнево-активних речовин Nocardia vaccinii IMB B-7405
    (2019) Пирог, Тетяна Павлівна; Ключка (Никитюк), Лілія Вікторівна; Шевчук, Тетяна Андріївна; Іутинська, Галина Олександрівна
    Мета. Дослідження синтезу та біологічних властивостей поверхнево-активних речовин (ПАР), синтезованих Nocardia vaccinii ІМВ В-7405 на середовищі з різним вмістом катіонів калію та натрію. Методи. Штам ІМВ В-7405 вирощували у середовищі з гліцерином. ПАР екстрагували з супернатанту культуральної рідини модифікованою сумішшю Фолча. Антиадгезивну активність та ступінь деструкції біоплівок визначали спектрофотометричним методом, антимікробну активність − за показником мінімальної інгібуючої концентрації (МІК). Активність ферментів біосинтезу ПАР аналізували у безклітинних екстрактах, одержаних після руйнування клітин ультразвуком. Результати. Додаткове внесення 0,5–1,0 г/л хлориду натрію, хлориду калію чи їх суміші у середовище культивування штаму ІМВ В-7405 супроводжувалося синтезом ПАР, мінімальні інгібуючі концентрації яких щодо бактеріальних і дріжджових тест-культур були відповідно в 2−125 і 2−30 разів нижчими, адгезія бактерій на абіотичних матеріалах, оброблених такими ПАР, в 1,1−1,6 разів нижчою, а ступінь руйнування дріжджових біоплівок на 25−48 % вищою порівняно з показниками, встановленими для ПАР, одержаних на базовому середовищі. Антимікробна та антиадгезивна активність ПАР корелювала з НАДФ+-залежною глутаматдегідрогеназною активністю (ключовий фермент біосинтезу аміноліпідів – найефективніших антимікробних агентів серед поверхнево-активних речовин). Підвищення в 1,2 рази (до 5,6 г/л) концентрації ПАР за умов росту штаму ІМВ В-7405 у середовищі з 1,0 г/л хлориду натрію зумовлене посиленням синтезу гліколіпідів, про що засвідчило збільшення в 1,6 разів ФЕП-синтетазної активності (ключовий фермент глюконеогенезу) порівняно з показниками на базовому середовищі. Висновки. Одержані дані засвідчують можливість підвищення антимікробної та антиадгезивної активності мікробних ПАР зміною у середовищі культивування продуцента вмісту катіонів – потенційних активаторів ключових ферментів біосинтезу складових ПАР, відповідальних за ці біологічні властивості.
  • Ескіз
    Документ
    Взаємозв’язок хімічного складу і біологічних властивостей мікробних поверхнево-активних речовин
    (2019) Пирог, Тетяна Павлівна; Ключка (Никитюк), Лілія Вікторівна; Шевчук, Тетяна Андріївна; Мучник, Фаїна Володимирівна
    Мікробні поверхнево-активні речовини (ПАР) є продуктами мультифункціонального призначення, проте в різних умовах культивування продуцентів їх склад та властивості можуть змінюватися. В огляді наведено дані літератури і власних експериментальних досліджень про залежність антимікробної активності ПАР мікробного походження від хімічного складу, а також про вплив умов культивування на властивості поверхнево-активних речовин. Аналіз даних літератури засвідчив, що антибактеріальна та антифунгальна активність ліпопептидів залежить від розміру та складу пептидної частини, конформації та довжини ацильного ланцюга, рамноліпідів – співвідношення моно- і дирамноліпідів у складі комплексу, софороліпідів – співвідношення лактонної та нелактонної форм цих ПАР. Згідно даних літератури основними підходами до регуляції біологічних властивостей мікробних ПАР є їх постферментаційна хімічна модифікація, а також вдосконалення штамів-продуцентів методами метаболічної та генетичної інженерії. Результати власних досліджень засвідчують, що виявлення потенційних активаторів і/або інгібіторів ключових ферментів біосинтезу компонентів комплексу вторинних метаболітів, відповідальних за певні властивості, з наступною відповідною модифікацією складу поживного середовища дає змогу регулювати склад комплексу, а отже, й властивості цільового продукту.
  • Ескіз
    Документ
    Синтез біологічно активних гіберелінів ГК4 і ГК7 мікроорганізмами
    (2019) Пирог, Тетяна Павлівна; Гаврилкіна, Дар’я Володимирівна; Леонова, Наталія Осипівна; Іутинська, Галина Олександрівна; Шевчук, Тетяна Андріївна
    Серед великого розмаїття (понад 130) гіберелінів (ГК) біологічна активність притаманна ГК1, ГК3, ГК4 і ГК7, проте мікробному синтезу двох останніх у літературі приділяється значно менше уваги, ніж ГК3. Однією з причин цього є невисока концентрація синтезованих мікроорганізмами гіберелінів ГК4 і ГК7 (на порядки нижча, ніж ГК3, мікробний синтез якого реалізований у промисловому масштабі). Разом з тим висока біологічна активність ГК4 і ГК7 (у деяких випадках вища, ніж ГК3) зумовила останніми роками підвищення інтересу дослідників до цих гіберелінів. В огляді підсумовано дані літератури щодо утворення ГК4 і ГК7 як асоційованими з рослинами бактеріями і грибами, так і мікроорганізмами, які не перебувають у такій взаємодії, а також про підвищення синтезу цих гіберелінів мутантними та генно-інженерними штамами Fusarium moniliforme (Gibberella fujikuroi). Поодинокі поки що повідомлення про інтенсифікацію мікробного синтезу гіберелінів ГК4 і ГК7 (збільшення концентрації до 500−700 мг/л, що на порядки вище порівняно з вихідними штамами) засвідчують потенційну можливість реалізації технологій одержання цих біологічно активних гіберелінів у промисловому масштабі.
  • Ескіз
    Документ
    Біоконверсія змішаних промислових відходів у поверхнево-активні речовини Nocardia vacсinii IМВ В-7405
    (2019) Пирог, Тетяна Павлівна; Герштман Артем Юрійович; Шевчук, Тетяна Андріївна
    Мета. Визначити умови культивування Nocardia vaccinii ІMВ В-7405 на суміші технічного гліцерину (відходи виробництва біодизелю) та відпрацьованої соняшникової олії, що забезпечують максимальні показники синтезу поверхнево-активних речовин (ПАР). Методи. Концентрацію поверхнево-активних речовин встановлювали ваговим методом після екстракції з супернатанту культуральної рідини модифікованою сумішшю Фолча (хлороформ−метанол−вода=4:3:2, рН 4,0−4,5 введенням 1н НСl). Оптимальне молярне співвідношення концентрацій рафінованої соняшникової олії та очищеного гліцерину у суміші розраховували теоретично згідно концепції «допоміжного субстрату» Бабеля. Результати. На основі теоретичних розрахунків енергетичних потреб синтезу поверхнево-активних трегалозоміколатів і біомаси N. vaccinii ІMВ В-7405 на енергетично дефіцитному субстраті (гліцерин) встановлено, що молярне співвідношення концентрацій рафінованої соняшникової олії та очищеного гліцерину у суміші, за якого досягається максимальний синтез ПАР, повинно становити 0,16:1. Експериментальні дослідження показали, що найвищі показники синтезу ПАР спостерігали за молярних співвідношень концентрацій цих субстратів 0,14:1−0,19:1, максимально наближених до теоретично розрахованого. Встановлено можливість заміни очищеного гліцерину та рафінованої олії у суміші на відходи виробництва біодизелю та відпрацьовану олію. За молярного співвідношення концентрацій відпрацьованої олії та технічного гліцерину 0,078:1 у суміші (з врахуванням 50 % вмісту гліцерину у складі відходів виробництва біодизелю) та використання інокуляту, вирощеного на технічному гліцерині, кількість синтезованих ПАР становила 5,1−5,4 г/л, що в 1,6−2,3 рази вище порівняно з культивуванням N. vaccinii ІMВ В-7405 на відповідних моносубстратах. Висновки. Наведені результати підтверджують попередні дані про доцільність використання суміші енергетично нерівноцінних ростових субстратів для підвищення синтезу вторинних метаболітів і засвідчують, що висока ефективність таких змішаних субстратів може бути досягнута як при правильному виборі субстратів, так і коректному визначенні молярного співвідношення їх концентрацій. Використання відпрацьованої соняшникової олії та технічного гліцерину для одержання мікробних ПАР дасть змогу вирішити одночасно кілька важливих проблем: знизити собівартість цільового продукту, утилізувати токсичні промислові відходи та підвищити рентабельність виробництва біодизелю.
  • Ескіз
    Документ
    Вплив умов культивування Rhodococcus erythropolis ІМВ Ас-5017 на властивості синтезованих поверхнево-активних речовин
    (2018) Пирог, Тетяна Павлівна; Шевчук, Тетяна Андріївна; Петренко, Наталія Миколаївна; Палійчук, Олеся Ігорівна; Іутинська, Галина Олександрівна
    Мета. Визначити умови культивування Rhodococcus erythropolis IMВ Ac-5017, що забезпечують синтез поверхнево-активних речовин (ПАР) з високою антимікробною та антиадгезивною активностями, а також високою ефективністю деструкції нафтових забруднень. Методи. Поверхнево-активні речовини екстрагували з супернатанту культуральної рідини сумішшю хлороформу і метанолу (2:1). Кількість адгезованих клітин і ступінь руйнування біоплівки визначали спектрофотометричним методом, антимікробні властивості − за показником мінімальної інгібуючої концентрації. Ступінь деструкції нафти аналізували за залишковою її концентрацією, яку визначали ваговим методом після екстракції гексаном. Результати. Встановлено, що активатором НАДФ+-залежної глутаматдегірогенази (ключовий фермент біосинтезу поверхнево-активних аміноліпідів у R. erythropolis IMВ Ac-5017) є катіони кальцію. Додаткове внесення СaCl2 (0,1 г/л) у середовище культивування штаму ІМВ Ас-5017 супроводжувалося підвищенням НАДФ+-залежної глутаматдегірогеназної активності у два рази і синтезом ПАР, мінімальні інгібуючі концентрації яких щодо тест-культур були в 1,2−5 раз нижчими, їх адгезія на абіотичних матеріалах, оброблених такими ПАР, на 12−50 % нижчою, а ступінь руйнування біоплівок в середньому на 9−10 % вищою порівняно з показниками, встановленими для ПАР, одержаних на базовому середовищі без Са2+. Внесення 0,1 мМ Сu2+ (активатор алкангідроксилази – першого ферменту катаболізму н-алканів) в експоненційній фазі росту штаму ІМВ Ас-5017 на невуглеводневих субстратах (етанол, відпрацьована олія) супроводжувалося утворенням ПАР, за наявності яких ступінь розкладання нафти підвищувався на 8−13 % порівняно з використанням препаратів ПАР, синтезованих у середовищі без катіонів міді. Висновки. Наведені дані засвідчують можливість регуляції властивостей ПАР в процесі культивування продуцента. Визначення механізмів, що лежать в основі такої регуляції, дають змогу розробити технології одержання мікробних ПАР, що забезпечують синтез цільового продукту з необхідними, наперед заданими властивостями залежно від сфери практичного застосування. Aim. To establish cultivation conditions of Rhodococcus erythropolis IMV Ac-5017, which provide the synthesis of surfactants with high antimicrobial and antiadhesive activity, as well as high efficiency of oil pollution destruction. Methods. Surfactants were extracted from supernatant of cultural liquid by mixture of chloroform and methanol (2:1). The number of attached cells and the degree of biofilm destruction were analyzed spectrophotometrically. Antimicrobial properties of the surfactants were determined by index of the minimum inhibitory concentration. The degree of oil destruction was analyzed by its residual concentration, which was determined by the weight method after extraction with hexane. Results. It has been established that cations of calcium are the activator of NADP+-dependent glutamate dehydrogenase (key enzyme of biosynthesis of surfaceactive aminolipids in R. erythropolis IMV Ac-5017). The addition of CaCl2 (0.1 g/l) into cultivation medium of IMV Ac-5017 strain was accompanied by increasing NADP+- dependent glutamate dehydrogenase activity in 2 time and by synthesis of surfactants, the minimum inhibitory concentrations of which with respect to the test cultures were 1,2−5 times lower, their adhesion on abiotic materials treated with such surfactants was 12−50% lower, and the degree of biofilms destruction was on average 9−10% higher as compared to indicators for the surfactant produced in the base medium. The introduction of 0.1 mM Cu2+ (activator of alkane hydroxylase - first enzyme of n-alkanes catabolism) in exponential growth phase of IMV Ac-5017 strain on non-hydrocarbon substrates (ethanol, waste oil) was accompanied by formation of surfactants, in the presence of which degree ISSN 1028-0987. Мікробіол. журн., 2018, Т. 80, № 4 25 of oil decomposition increased by 8−13% compared with using preparations synthesized in a medium without copper cations. Conclusions. The data presented indicate the possibility of regulating properties of surfactants under producer cultivation. The determining mechanisms underlying this regulation allows development of technologies for production of microbial surfactants, providing synthesis of final product with the necessary predetermined properties, depending on sphere of practical application.
  • Ескіз
    Документ
    Перспективи використання мікробних поверхнево-активних речовин у рослинництві
    (2018) Пирог, Тетяна Павлівна; Палійчук, Олеся Ігорівна; Іутинська, Галина Олександрівна; Шевчук, Тетяна Андріївна
    Поверхнево-активні речовини (ПАР) мікробного походження є препаратами мультифункціонального призначення, оскільки їм притаманний широкий спектр фізико-хімічних і біологічних властивостей (здатність до зниження поверхневого натягу і емульгування різних субстратів, антимікробна та антиадгезивна активність). Завдяки цьому мікробні ПАР є перспективними для застосування у різних галузях промисловості і сільському господарстві. В огляді наведено сучасні дані літератури щодо використанняя мікробних ПАР (ліпопептидів, рамно- та софороліпідів) для біоремедіації сільськогосподарських грунтів, виробництва пестицидів, контролю чисельності фітопатогенних мікроорганізмів, стимуляції росту рослин. Наведено дані власних досліджень антимікробної щодо фітопатогенних бактерій активності ПАР, синтезованих Аcinetobacter calcoaceticus ІМВ В-7241, Nocardia vaccinii IMB B-7405 та Rhodococcus erythropolis IMB Ac-5017, а також ролі цих ПАР у деструкції нафтових забруднень грунту, у тому числі й комплексних з важкими металами. Surfactants of microbial origin are multifunctional preparations, since they have a wide range of physicochemical and biological properties (ability to reduce surface tension and emulsification of various substrates, antimicrobial and anti-adhesion activity). Thereby microbial surfactants are promising for application in various industries and agriculture. The review presents modern literature data сoncerning use of microbial surfactants (lipopeptides, rhamno-and sophorolipids) for bioremediation of agriculture soils, production of pesticides, control of the number of phytopathogenic microorganisms, stimulation of plant growth. The data of our own studies of the antimicrobial activity of the surfactant synthesized by Acinetobacter calcoaceticus IMV B-7241, Nocardia vaccinii ISSN 1028-0987. Мікробіол. журн., 2018, Т. 80, № 3 131 IMV B-7405 and Rhodococcus erythropolis IMV Ac-5017, as well as the role of these surfactants in the destruction of oil contamination of the soil, including complex with heavy metals.