WWW.REFERATCENTRAL.ORG.UA - Я ТУТ НАВЧАЮСЬ

... відкритий, безкоштовний архів рефератів, курсових, дипломних робіт

ГоловнаРізне → Віддалені наслідки перенесених дифтерійних міокардитів (ранніх і пізніх) - Реферат

Віддалені наслідки перенесених дифтерійних міокардитів (ранніх і пізніх) - Реферат

3

ІНСТИТУТ МІКРОБІОЛОГІЇ І ВІРУСОЛОГІЇ ім. Д.К. ЗАБОЛОТНОГО

НАЦІОНАЛЬНА АКАДЕМІЯ НАУК УКРАЇНИ

КОРЖ ЮЛІЯ ВОЛОДИМИРІВНА

УДК 579.841: 577.114

Регуляція С2-метаболізму у Acinetobacter sp. B-7005 –Продуцента екзополісахариду етаполану

03.00.07 – мікробіологія

АВТОРЕФЕРАТ

дисертації на здобуття наукового ступеня

кандидата біологічних наук

Київ - 2005

Дисертацією є рукопис.

Робота виконана у відділі біології газоокислюючих мікроорганізмів Інституту мікробіології і вірусології ім. Д.К. Заболотного Національної Академії Наук України

Науковий керівник: доктор біологічних наук, старший науковий співробітник Пирог Тетяна Павлівна, Інститут мікробіології і вірусології ім. Д.К. Заболотного НАН України, провідний науковий співробітник відділу біології газоокислюючих мікроорганізмів.

Офіційні опоненти: доктор біологічних наук, професор Варбанець Людмила Дмитрівна, Інститут мікробіології і вірусології ім. Д.К. Заболотного НАН України, завідувач відділу біохімії мікроорганізмів.

доктор біологічних наук, старший науковий співробітник Кучмеровська Тамара Муратівна, Інститут біохімії ім О.В. Паладіна НАН України, провідний науковий співробітник відділу біохімії коферментів.

Провідна організація: Дніпропетровський національний університет кафедра мікробіології і вірусології, м. Дніпропетровськ.

Захист відбудеться "21" вересня 2005 р. о 1000 годині на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 26.233.01 Інституту мікробіології і вірусології ім. Д.К. Заболотного НАН України за адресою: м. Київ, 03143, вул. Заболотного, 154

З дисертацією можна ознайомитись у бібліотеці Інституту мікробіології і вірусології ім. Д.К. Заболотного НАН України за адресою: м. Київ, 03143, вул. Заболотного, 154

Автореферат розісланий " 11 " серпня 2005 р.

Вчений секретар

спеціалізованої вченої ради,

кандидат біологічних наук, с.н.с. Пуріш Л. М.

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

Актуальність проблеми. Мікробні полісахариди, як внутрішньоклітинні, так і екзогенні викликають великий інтерес у дослідників – мікробіологів, біохіміків, молекулярних біологів, біотехнологів, тощо. Цей інтерес зумовлюється тією роллю, яку виконують полісахариди в життєдіяльності клітини, їхнім значенням у взаємодії мікроорганізмів з навколишнім середовищем. Щодо екзополісахаридів (ЕПС) мікробного походження, то, завдяки унікальним фізико-хімічним властивостям, вони привертають увагу науковців при вирішенні певних практичних завдань. Практична значущість ЕПС зумовлена їхньою здатністю у невисоких концентраціях істотно змінювати реологічні характеристики водних систем. Різноманітність фізико-хімічних властивостей мікробних ЕПС визначає їхнє використання в нафтодобувній, харчовій, хімічній промисловості, сільському господарстві, медицині.

Здатність до синтезу ЕПС виявлено у багатьох мікроорганізмів, проте рівень синтезу цих полімерів коливається в широких межах як для різних продуцентів ЕПС, так і для одного продуцента в різних умовах його культивування. Створення високоефективних технологій одержання практично важливих метаболітів базується на цілеспрямованій регуляції процесу біосинтезу, що в свою чергу потребує глибоких знань фізіології, біохімії та генетики продуцентів.

Відомо, що у послідовності метаболічних реакцій, пов'язаних з утворенням ключових інтермедіатів конструктивного метаболізму, може бути "вузьке місце" – реакція, швидкість якої нижча від інших або пов'язана з великою витратою енергії чи втратою вуглецю субстрату. Виявлення таких сайтів метаболічного лімітування, розробка підходів до їхнього усунення і визначення на основі цих знань принципів регуляції енергетичного та конструктивного метаболізму дасть змогу реалізувати біотехнологічні процеси з найвищою ефективністю.

Зв'язок роботи з науковими програмами, планами, темами.

Дисертаційна робота включає дослідження, виконані згідно плану науково-дослідних робіт відділу біології газоокислюючих мікроорганізмів Інституту мікробіології та вірусології НАН України за темами "Вивчення екології метилотрофних бактерій і регуляції синтезу практично важливих метаболітів" (номер державної реєстрації 0196U003717), "Біологія і біотехнологічні аспекти практичного використання бактерій, які ростуть на С1-С2-субстратах" (номер державної реєстрації 0101U003059).

Мета і задачі дослідження. Мета роботи полягала у визначенні шляхів регуляції енергетичного і конструктивного метаболізму при вирощуванні штамів Acinetobacter sp. В-7005 і В-7005 (1НГ) на С2-субстратах для вдосконалення процесу біосинтезу екзополісахариду етаполану.

Для виконання роботи необхідно було вирішити такі завдання:

  • дослідити особливості метаболізму етанолу у продуцента етаполану;

  • виявити можливі сайти метаболічного лімітування С2-сполук і розробити підходи до їхнього усунення;

  • на основі дослідження регуляції С2-метаболізму вдосконалити процес одержання етаполану на етанолі;

  • визначити хімічний склад, молекулярну масу та дослідити реологічні властивості розчинів етаполану, синтезованого за вдосконаленим способом.

Об'єкт дослідження – штами Acinetobacter sp. В-7005 і В-7005 (1НГ), мікробний полісахарид етаполан.

Предмет дослідження – процес синтезу етаполану, регуляція С2-метаболізму.

Методи дослідженнямікробіологічні, біохімічні, фізико-хімічні, хімічні. Розроблено і застосовано метод одержання безклітинних екстрактів у ЕПС-синтезувального штаму Acinetobacter sp. В-7005.

Наукова новизна роботи. На основі дослідження особливостей енергетичного і конструктивного метаболізму у продуцента етаполану розроблені підходи до регуляції С2-метаболізму і визначені шляхи управління процесом біосинтезу ЕПС.

Вперше встановлено, що „вузьким" місцем метаболізму етанолу у Acinetobacter sp. В-7005 є асиміляція ацетату, про що свідчило інгібування іонами натрію як окиснення ацетату в інтактних клітинах, так і активності ацетил-КоА-синтетази в безклітинному екстракті, а також лімітування С2-метаболізму коензимом А.

Показано, що інгібіторами ацетил-КоА-синтетази є іони натрію та інтермедіати окиснення етанолу й ацетальдегіду (НАДН і НАДФН), а активаторами – катіони калію і магнію.

Встановлені умови культивування продуцента етаполану, що дають змогу усунути лімітування С2-метаболізму і забезпечують однакову швидкість окиснення етанолу, ацетальдегіду й ацетату, а також підвищення у три рази активності ацетил-КоА-синтетази.

Вперше показано, що культивування продуцента етаполану в умовах усунення метаболічного лімітування, пов'язаного з утворенням ацетил-КоА (попередника жирних кислот), супроводжується синтезом переважно ацильованого ЕПС з високою молекулярною масою (1,5 млн), яка не знижується у процесі виділення й очистки препарату.

Практичне значення одержаних результатів. На основі досліджень регуляції С2-метаболізму у Acinetobacter sp. В-7005 розроблено спосіб одержання етаполану, що дає змогу реалізувати синтез ЕПС на незабуференому середовищі і знизити в ньому загальний вміст солей у чотири рази (до 2,95 г/л). Етаполан, синтезований у таких умовах, характеризувався покращеними реологічними властивостями, що визначають його практичну цінність.

Особистий внесок здобувача. Дисертація є самостійною роботою автора. Експериментальна робота виконана особисто здобувачем. Автором проаналізовано наукову літературу з даної проблеми, узагальнено отримані експериментальні дані, проведено порівняльний аналіз з існуючими літературними даними. Автором самостійно визначено активність ферментів метаболізму етанолу, циклу Кребса і біосинтетичних шляхів; виявлено сайт метаболічного лімітування і підібрані умови, що дають змогу усунути лімітування С2-метаболізму; визначено хімічний склад і реологічні властивості отриманого в таких умовах етаполану. Планування основних напрямків роботи, обговорення результатів та підготовка публікацій за результатами досліджень проходило за участю наукового керівника д.б.н. Т.П. Пирог.

Визначення молекулярно-масового розподілу ЕПС здійснювали спільно з к.б.н. С.К. Воцелко (ІМВ НАН України).

Корж Ю.В. була відзначена стипендією НАН України (2004-2006); отримала відзнаку учасника четвертого конкурсу науково-технічних проектів „Інтелектуальний потенціал молодих вчених – місту Києву" за проект у напрямі „Новітні біотехнології" (2004). Корж Ю.В. є лауреатом Премії голови Голосіївської районної в м.Києві ради для обдарованої молоді у номінації „За вагомі досягнення у науковій діяльності" (2004).

Апробація результатів дисертації. Матеріали дисертації були представлені на Міжнародній конференції "Микробиология и биотехнология на рубеже ХХІ столетия" (Мінськ, 2000); науковій конференції-конкурсі молодих вчених ІМВ НАН України (Київ, 2000, 2001, 2002, 2003); Конференції молодих вчених Інституту біохімії ім. Паладіна (Київ, 2001); 24th Symp. Biotechnology for Fuels and Chemicals (Carlington, USA, 2002).; Міжнародній конференції "Микробиология и биотехнология ХХІ столетия" (Мінськ, 2002); VIII Українському біохімічному з'їзді (Чернівці, 2002); І і ІІ Міжнародних конгресах "Биотехнология – состояние и перспективы развития" (Москва, 2002, 2003); Міжнародній науково-технічній конференції "Розробка і виробництво продуктів функціонального харчування, іноваційні технології та конструювання обладнання для перероблення сільгоспсировини, культура харчування населення України" (Київ, 2003); 69-й і 70-й наукових конференціях молодих вчених, аспірантів та студентів Національного університету харчових технологій (Київ, 2003, 2004); 7-й і 8-й Міжнародній Пущинській школі-конференції молодих вчених "Биология – наука ХХІ века" (Пущино, 2003, 2004); Міжнародній конференції "Современное состояние и перспективы развития микробиологии и биотехнологии" (Мінськ, 2004); Х Зїзді Товариства мікробіологів України (Одеса, 2004); ІІ Всеукраїнській науково-практичній конференції "Біотехнологія. Освіта. Наука" (Львів, 2004).

Loading...

 
 

Цікаве