Біотехнологічний потенціал бактерій роду Rhodococcus та їх метаболітів

Abstract

У зв’язку із швидкими темпами науково-технічного прогресу у навколишнє середовище постійно потрапляє значна кількість забруднюючих речовин, що робить надзвичайно актуальним впровадження сучасних біологічних методів очищення екосистем. Літературні і власні експериментальні дані демонструють великий біотехнологічний потенціал бактерій роду Rhodococcus як деструкторів ароматичних, гетероциклічних і аліфатичних ксенобіотичних сполук (нафтален, ксилол, толуол, етилбензен, індол, нітрофенол, трихлоретилен, вуглеводні нафти та ін.), а також як продуцентів практично цінних метаболітів (поверхнево-активні речовини, антибіотики, екзополісахариди, ферменти). Поверхнево-активні речовини (ПАР) є надзвичайно важливими продуктами мікробного синтезу, так як мають такі суттєві переваги перед синтетичними аналогами як біодеградабельність, стійкість у широкому діапазоні температур, рН, а також можуть бути синтезовані з відходів інших виробництв. Розглядається використання метаболітів родококів у природоохоронних технологіях, медицині, сільському господарстві, а також участь представників роду Rhodococcus у процесах біотрансформації для одержання ароматизаторів (карвон, гераніол), біодизелю, бутираміду, акрилової кислоти тощо. Підсумовано власні експериментальні дані щодо інтенсифікації синтезу і практичного застосування ПАР Rhodococcus erythropolis ІМВ Ас-5017. Встановлено, що за присутності як клітин, так і позаклітинних метаболітів штаму ІМВ Ас-5017 з поверхнево-активними та емульгувальними властивостями ступінь деструкції нафти у воді і грунті досягав 80–93% через 30 діб. Показано, що ПАР R. erythropolis ІМВ Ас-5017 притаманна антимікробна дія щодо ряду мікроорганізмів, у тому числі й фітопатогенних бактерій. У разі обробки (1–2 год) препаратами ПАР суспензії досліджуваних тест-культур спостерігали зниження кількості життєздатних клітин на 74–97%. Due to the rapid pace of scientific and technical progress a huge amount of pollutants are constantly discarded into the environment, this makes the development of modern methods of biological treatment extremely urgent. The literature and own experimental data, concerning biotechnological potential of bacteria of Rhodococcus strain as destructors of aromatic, heterocyclic and aliphatic xenobiotic compounds (naphtalet, xylol, toluene, ethylbenzene, indole, nitrophenolum, trichloroethylene, hydrocarbons of oil, etc.), and also as producers of valuable metabolites (surfactants, antibiotics, exopolysaccharides, enzymes) are presented. Surface-active substances (surfactants) are essential products of microbial synthesis, as these have significant advantages over synthetic analogs as biodegradability, stability over a wide range of temperature, pH, and can be produced from the wastes of other industries. The use of Rhodococcus metabolites in environmental protection technologies, medicine, agriculture, and also participation of Rhodococcus strain in biotransformation processes for production of flouver (carvon, geraniol), biodiesel, butiramide, acrylic acid, etc. is discussed. The own experimental data concerning the intensification of Rhodococcus erythropolis IМV Ас-5017 surfactant synthesis and practical application is summarized. It was determined that the oil destruction degree in water and soil reached 80–93% on the 30th day in the presence of cells of strain IМV Ас-5017, as well as exocellular metabolites with surface-active and emulsifying properties. It was shown that surfactant of R. erythropolis ІMV Ac-5017 inherent the antimicrobial activity against the number of microorganisms, including phytopathogenic bacteria. The reduction of quantity of living cells by 74–97% was observed after treatment (1–2 h) of suspension of test-cultures with surfactant preparations.