Главная » Просмотр файлов » Диссертация

Диссертация (1091621), страница 2

Файл №1091621 Диссертация (Гликолипидные биосурфактанты, продуцируемые нефтеокисляющими бактериями рода RHODOCOCCUS при пониженной температуре структура, свойства, роль в процессе биодеградации гидрофобных субстрато) 2 страницаДиссертация (1091621) страница 22018-01-18СтудИзба
Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 2)

В ряде работпоказано,чтоприпониженныхтемпературахродококкимогутпродуцировать биосурфактанты, как при росте на жидких (керосине) [3],так и при росте на твердых углеводородных субстратах (тетрадекане [4] ин-гексадекане [5]). Однако, биосурфактанты, которые продуцируютродококки при пониженной температуре, не идентифицированы, и их рольв биодеградации гидрофобных субстратов при низких температурах покамало изучена.Бактерии Rhodococcus erythropolis X5 и Rhodococcus erythropolis S67входят в состав биопрепарата «МикроБак», разработанный для очисткинефтезагрязненных почв в интервале температур +4 – +30°С [6].

Ранеебыло показано, что эти бактерии продуцируют в культуральную средутрегалолипидные биосурфактанты при температуре около 25°С [7].4Однако, взаимосвязь между степенью биодеградации гидрофобныхсубстратов и продукцией биосурфактантов этими бактериями не выявлена,тем более при пониженной температуре.Цель работыОпределить структуру и свойства биосурфактантов, продуцируемыхбактериями R. erythropolis X5 и R. erythropolis S67 при 10оС, и обосноватьпотенциал применения биосурфактантов для утилизации углеводородов напримере н-гексадеканаЗадачи исследования1.Наосновесравнительногоанализафизико-химическихпоказателей культуральной среды при температурах культивирования 26оСи 10оС (поверхностное натяжение, содержание сахаров), свойстваклеточной поверхности и роста клеток на н-гексадекане выявить влияниетемпературы на продукцию биосурфактантов родококками и адгезиюклеток бактерий к гидрофобному субстрату.2.

Определить общее содержание и жирнокислотный составвнеклеточных и клеточных липидов бактерий при росте на н-гексадеканепри 26оС и 10оС.3. Выяснить особенности ультраструктурной организации клетокродококков, выращенных на н-гексадекане при пониженной температуре.4. Определить химическую структуру и физико-химические свойстваосновного компонента внеклеточных гликолипидных биосурфактантов,продуцируемых родококками при 10оС.5.Длявыявлениявозможностиувеличенияэффективностибиоремедиации нефтезагрязненных территорий провести сравнительныйанализ результатов биодеградации н-гексадекана родококками придополнительном внесении в систему выделенного биосурфактанта.5Научная новизна работыВпервыепоказано,чтокачественныйсоставпродуцируемыхродококками биосурфактантов при росте на гексадекане в условияхпониженной температуры 10°С соответствует составу биосурфактантов,продуцируемых при 26°С.

Это означает, что важную роль в процессепотребления гидрофобных субстратов бактериями-нефтедеструкторамииграютгликолипидныебиосурфактанты,которыеспособствуютдоступности для микроорганизмов н-гексадекана, как в жидком, так и втвердом состоянии при пониженной температуре.Выявлена общая тенденция снижения гидрофобности клеточнойповерхности при увеличении содержания гликолипидов, продуцируемыхбактериями в культуральную среду, и подтверждена научная гипотеза обадаптации родококков к росту на гидрофобных субстратах путемперераспределениябиосурфактантовмеждусредойиклеточнойповерхностью.Впервые выделены и идентифицированы главные компонентыгликолипидов, которые продуцируют нефтеокисляющие бактерии родаRhodococcus при пониженной температуре (10оС).

Эти соединенияпредставляют собой смесь изомерных гомологов: 2,3,4-деканоил-октаноилсукцинил-2'-деканоилтрегалозы;деканоилтрегалозы;2,3,4-диоктаноил-сукцинил-2'-2,3,4-диоктаноил-сукцинил-2'-октаноилтрегалозы;2,3,4-дидеканоил-сукцинил-2'-деканоилтрегалозы.Впервые установлено, что родококки при росте на гексадеканеформируют мультимембранные структуры (ММС), которые напоминаютламеллярные внутримембранные структуры.

Эти структуры связаны снакоплениями гидрофобных веществ в виде включений внутри клетки, чтоуказывает на их роль в транспорте и первичной трансформациигексадекана до гексадекановой кислоты.6Теоретическая и практическая значимостьДаннаяработарасширяетпредставленияграмположительных бактерий родабиодеградациигидрофобныхR. erythropolisсубстратов.сукцинилтрегалолипидыдеканоилтрегалозы;биосурфактантахи ихRhodococcusвыделяетX5оПоказано,вучастиичтовштаммкультуральнуюсреду(2,3,4-деканоил-октаноил-сукцинил-2'2,3,4-диоктаноил-сукцинил-2'-деканоилтрегалозы;2,3,4-дидеканоил-2,3,4-диоктаноил-сукцинил-2'-октаноилтрегалозы;сукцинил-2'-деканоилтрегалозы) с высоким выходом и может служитьпродуцентом трегалолипидных биосурфактантов.

Физико-химическиехарактеристикисукцинилтрегалолипидовсвидетельствуютобихэффективности как биосурфактантов, что определяет дальнейшие широкиевозможности их применения. Обоснована целесообразность использованияштаммов R. erythropolis X5 и R. erythropolis S67 в биопрепаратах дляочистки нефтезагрязненных территорий в условиях холодного климата, втом числе за счет их способности продуцировать сукцинилтрегалолипиды.Выявленные закономерности функционирования микроорганизмов приучастии биосурфактантов в процессе биодеградации гексадекана припониженнойтемпературеформируютразработкибиопрепаратовитеоретическуюбиотехнологийосновудлядляочисткинефтезагрязненных территорий в условиях холодного климата.Апробация работы. Результаты работы были доложены намеждународном конгрессе «Биотехнология: состояние и перспективыразвития»(Москва,конференции(Москва,2319–21февраля«Микробное разнообразиеноября2016);2017г.);-IVмеждународнойресурсныйНаучно-практическойпотенциал»конференции«Биотехнология: наука и практика» (Крым, Ялта 2014, 2015, 2016); IIПущинской школе-конференции "Биохимия, физиология и биосфернаяроль микроорганизмов" (Пущино, 07–11 декабря 2015); Всероссийской7конференциисэлементаминаучнойшколыдлямолодежи«Экотоксикология» (Тула, 2014, 2015 и 2016г); IX Региональноймолодѐжной научно-практической конференции ТулГУ (Тула, 14октября 2015).Результаты исследований по теме диссертации представлены в 3-хстатьях в журналах, входящих в Перечень ведущих рецензируемыхжурналов и изданий ВАК, в 5-и статьях в журналах (РИНЦ), и 9сообщениях в форме тезисов и материалов конференций.8ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР1.1Поверхностно-активныевещества,продуцируемыемикроорганизмамиПоверхностно-активныевещества(ПАВ)представляютсобойамфифильные соединения с гидрофильными и гидрофобными частями,которые способны снижать поверхностное и межфазное натяжение награнице раздела фаз "жидкость-воздух", "жидкость-жидкость".

Основуклассификациисоставляетхимическаяструктурасоединений,чтопозволяет выделить четыре основных класса ПАВ: анионные, катионные,амфотерные и неионогенные. По молекулярной массе, ПАВ делят нанизкомолекулярные и высокомолекулярные. Основной количественнойхарактеристикойПАВявляетсякритическаяконцентрациямицеллообразования (ККМ), при которой формируются молекулярныеагрегаты или мицеллы, и соответствуют точке, при которой поверхностноенатяжение ПАВ достигает минимального значения. Известно, чтобольшинство синтетических ПАВ получают химическим синтезом изуглеводородов нефти.

Синтетические ПАВ проявляют токсичность и струдом разрушаются природными микроорганизмами [8].ЖивыеорганизмыспособныпродуцироватьПАВ,из-заихбиологического происхождения такие соединения получили названиебиоПАВ. Изучение биоПАВ началось еще в 60-х годах прошлого столетия,и интенсивно продолжается в последние время [9-11]. Такое вниманиеобусловлено тем, что биоПАВ находят применение в различных отрасляхпромышленности благодаря преимуществам перед синтетическими ПАВ.Они обладают низкой токсичностью; биоразлагаемостью; способностьюфункционировать в широких диапазонах рН, температуры и соленостисреды; высокой поверхностной активностью и могут быть получены9биотехнологически из промышленных отходов и побочных продуктовнефтепереработки [12] .Самыми эффективными продуцентами являются микроорганизмы.Они продуцируют биоПАВ с разнообразными химическими структурами.Гидрофобная часть этих веществ (неполярный “хвост”) наиболее частопредставлена остатками жирных кислот, а гидрофильная (полярная“головка”) – остатками фосфорной кислоты, карбоксильными группамиприродныхкислот,аминокислотами,пептидами,моно-,ди-,илиполисахаридами и др.

БиоПАВ характеризуются высокой поверхностной иэмульгирующей активностью.БиоПАВ разделяют на два основных класса [13]: низкомолекулярныесоединения,называемыебиосурфактантами(липопептиды,гликолипиды, пептиды), и высокомолекулярные полимеры (полисахариды,протеины,липополисахариды,биополимеров),которыелипопротеиныназываютсяиликомплексбиоэмульсанами[14]этихилибиоэмульгаторами [15].

В первую группу входят молекулы, которыемогут эффективно снижать поверхностное и межфазное натяжение, а ковторой относятся амфифильные и полифильные полимеры, обладающиевысокой и стабильной эмульгирующей активностью в системе «масловода», но не высокой поверхностной активностью [16].По своему строению биоПАВ классифицируются на гликолипиды(рамнолипиды,липопротеины;трегалолипиды,жирныесофоролипиды);кислоты;липопеплидыфосфолипиды;иполимерныесурфактанты; связанные биосурфактанты [12]. Для микроорганизмовразных родов характерны различные типы биоПАВ (табл.1).10Таблица 1.

Типы биосурфактантов и их продуцентыНизкомолекулярные биоПАВТипы биоПАВГликолипидыРамнолипидыТрегалолипидыСофоролипидыМикроорганизмы - продуцентыPseudomonas [17-20]; Acinetobacter [21];Rhodococcus [22-27]; Tsukamurella [28].Candida [29] [30, 31];Маннозилэритроллипиды (МЭЛ) –ЛипопептидыPseudozyma [32];Bacillus [33]; Candida [34]; Acinetobacter[35]; Rhodococcus [36]; Arthrobacter [37]ДругиеВысокомолекулярныебиоПАВЖирные кислотыТриглицеридыФлаволипидыФосфолипидыБиоэмульгаторыГликопротеины:АласанЭмульсанПолисахаридылипопротеиныНаиболееCorynebacterium lepus [38]Norcadia erythropolis [39]Flavobacterium [40]Klebsiella pneumoniae [41], Pseudomonas[42]Acinetobacter [43-45]Acinetobacter [14]и Acinetobacter [46]распространеннымииизученнымимикробнымисурфактантами являются гликолипиды и липопептиды.Липопептиды представляют собой циклические молекулы, такие какантрофактин,интурин,сурфактин,продуцируемыебактериямиArthrobacter sp.

MIS38 (рис.1) [47]; лихенизин А – продуцент Bacilluslicheniformis [48]; вискозин – Pseudomonas fluorescens [49]. Циклическиелипопептиды, такие как сурфактин, способны очень сильно снижатьповерхностное натяжение воды. Сурфактин бактерий Bacillus subtilisявляется одним из наиболее эффективных биосурфактантов. Он может11снижать поверхностное натяжение воды с 72 до 27мН/м при содержании25мг/л [50].Рисунок 1. Структуры липопептидных биосурфактантов бактерийArthrobacter sp.

MIS38 [47]Гликолипиды часто представляют собой моно- или дисахариды,ацилированные жирными кислотами. К ним относятся рамнолипиды,софоролипиды, трегалолипиды, маннозилэритроллипиды (МЭЛ) [10](рис.2).Рисунок 2. Структура основных гликолипидных биосурфактантов,продуцируемых бактериями12Среди гликолипидных биосурфактантов, наиболее изученнымиявляются рамнолипиды бактерий Pseudomonas и софоролипиды дрожжей.Они производятся в значительных количествах и коммерчески доступны.Трегалолипидныебиосурфактантыизвестны,трегалозомиколаты,какMycobacteriumтрегалолипидыtuberculosisменееизучены.синтезируемыененаиболеебактериямипалочками).(туберкулезнымипродуцируютсяОнитолькоОднако,патогеннымимикроорганизмами, но и актинобактериями родов Rhodococcus, Norcadia,Tsukamurella при росте на гидрофобных субстратах.Трегалолипидные1.2.биосурфактантыбактерий-нефтедеструкторов рода Rhodococcus1.2.1 Структурное разнообразие трегалолипидов, продуцируемыхродококкамиВпервые трегалолипиды были выделены из липидов бактерии излипидов Mycobacterium tuberculosis [51].

Характеристики

Список файлов диссертации

Гликолипидные биосурфактанты, продуцируемые нефтеокисляющими бактериями рода RHODOCOCCUS при пониженной температуре структура, свойства, роль в процессе биодеградации гидрофобных субстрато
Документы
Свежие статьи
Популярно сейчас
Как Вы думаете, сколько людей до Вас делали точно такое же задание? 99% студентов выполняют точно такие же задания, как и их предшественники год назад. Найдите нужный учебный материал на СтудИзбе!
Ответы на популярные вопросы
Да! Наши авторы собирают и выкладывают те работы, которые сдаются в Вашем учебном заведении ежегодно и уже проверены преподавателями.
Да! У нас любой человек может выложить любую учебную работу и зарабатывать на её продажах! Но каждый учебный материал публикуется только после тщательной проверки администрацией.
Вернём деньги! А если быть более точными, то автору даётся немного времени на исправление, а если не исправит или выйдет время, то вернём деньги в полном объёме!
Да! На равне с готовыми студенческими работами у нас продаются услуги. Цены на услуги видны сразу, то есть Вам нужно только указать параметры и сразу можно оплачивать.
Отзывы студентов
Ставлю 10/10
Все нравится, очень удобный сайт, помогает в учебе. Кроме этого, можно заработать самому, выставляя готовые учебные материалы на продажу здесь. Рейтинги и отзывы на преподавателей очень помогают сориентироваться в начале нового семестра. Спасибо за такую функцию. Ставлю максимальную оценку.
Лучшая платформа для успешной сдачи сессии
Познакомился со СтудИзбой благодаря своему другу, очень нравится интерфейс, количество доступных файлов, цена, в общем, все прекрасно. Даже сам продаю какие-то свои работы.
Студизба ван лав ❤
Очень офигенный сайт для студентов. Много полезных учебных материалов. Пользуюсь студизбой с октября 2021 года. Серьёзных нареканий нет. Хотелось бы, что бы ввели подписочную модель и сделали материалы дешевле 300 рублей в рамках подписки бесплатными.
Отличный сайт
Лично меня всё устраивает - и покупка, и продажа; и цены, и возможность предпросмотра куска файла, и обилие бесплатных файлов (в подборках по авторам, читай, ВУЗам и факультетам). Есть определённые баги, но всё решаемо, да и администраторы реагируют в течение суток.
Маленький отзыв о большом помощнике!
Студизба спасает в те моменты, когда сроки горят, а работ накопилось достаточно. Довольно удобный сайт с простой навигацией и огромным количеством материалов.
Студ. Изба как крупнейший сборник работ для студентов
Тут дофига бывает всего полезного. Печально, что бывают предметы по которым даже одного бесплатного решения нет, но это скорее вопрос к студентам. В остальном всё здорово.
Спасательный островок
Если уже не успеваешь разобраться или застрял на каком-то задание поможет тебе быстро и недорого решить твою проблему.
Всё и так отлично
Всё очень удобно. Особенно круто, что есть система бонусов и можно выводить остатки денег. Очень много качественных бесплатных файлов.
Отзыв о системе "Студизба"
Отличная платформа для распространения работ, востребованных студентами. Хорошо налаженная и качественная работа сайта, огромная база заданий и аудитория.
Отличный помощник
Отличный сайт с кучей полезных файлов, позволяющий найти много методичек / учебников / отзывов о вузах и преподователях.
Отлично помогает студентам в любой момент для решения трудных и незамедлительных задач
Хотелось бы больше конкретной информации о преподавателях. А так в принципе хороший сайт, всегда им пользуюсь и ни разу не было желания прекратить. Хороший сайт для помощи студентам, удобный и приятный интерфейс. Из недостатков можно выделить только отсутствия небольшого количества файлов.
Спасибо за шикарный сайт
Великолепный сайт на котором студент за не большие деньги может найти помощь с дз, проектами курсовыми, лабораторными, а также узнать отзывы на преподавателей и бесплатно скачать пособия.
Популярные преподаватели
Добавляйте материалы
и зарабатывайте!
Продажи идут автоматически
6384
Авторов
на СтудИзбе
307
Средний доход
с одного платного файла
Обучение Подробнее