Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

Биохимические закономерности роста дрожжей Candida maltosa на Н-алканах в зависимости от концентрации растворенного в среде кислорода

ВАК РФ 03.00.07, Микробиология

Автореферат диссертации по теме "Биохимические закономерности роста дрожжей Candida maltosa на Н-алканах в зависимости от концентрации растворенного в среде кислорода"

АКАДЕМИЯ НАУК РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН ИНСТИТУТ МИКРОБИОЛОГИИ И ВИРУСОЛОГИИ

На правах рукописи

ШИЛОВА Надежда Карповна

БИОХИМИЧЕСКИЕ ЗАКОНОМЕРНОСТИ РОСТА ДРОЯЯЕЙ Candida' maltosa НА Н-ЛЛКАНАХ В ЗАВИСИМОСТИ ОТ КОНЦЕНТРАЦИИ РАСТВОРЕННОГО В СРЕДЕ КИСЛОРОДА

03.00.07 - Микробиология

А в торе ферат диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук

Алма-Ата - 1992

Робота выполнена на кафедре технологии микробиологического синтеза Ленинградского ордена Октябрьской революции и ордена Трудового Красного Знамени технологического института имени Ленсовете.

Научные руководители:

-доктор технических наук, профессор Яковлев В.И.

-кандидат биологических наук, доцент Галынкин В.Д.

Официальные оппоненты:

-член-корреспондент АН РК доктор биологических наук Шигаева М.Х.

-кандидат биологических наук Максимова С.Ю.

Ведущая организация

-Ташкентский Государстоенный

Университет

,Защита диссертации состоится л /Л ¿^¿¿-¿Ч* 1932 г. В часов на заседании специализированного совета К.008.01.ОГ по защите диссертаций не соискание ученой степени кандидата биологических наук при Институте микробиологии и вирусологии АН РК ( адрес: 480100, Алма-Ата, ул.Богенбай-батыра 103 ).

С диссертацией мокно ознакомиться в библиотеке Института микробиологии к вирусологии АН РК.

Автореферат разослан ¿^^^¿^Р 1992 г_

Учений секретарь специализированного совета кандидат '¡дологических наук I II М.С.Мухамедиева

0Б!1;АЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы.Развитие промышленного получения коркового белка путек иикробкологического синтеза не н-слкс-нах, а также создание рентабельных и экологически чистых производственных процессов вызвало необходимость углубления представления о механизмах биодегродациа и ассиввляции н-аяканов. Одним из вакнеЯвих параметров, влвявцих не рост викрооргониз-мов на иалорастворияых субстратах, является концентрация рсс-тзоренного в среде кислорода ( рО, ). Анализ литературных данных показал, что к настоящему времени зли?,кие данного фактора на окислительные системы дромей изучены недостаточно. Кроме того, з промышленности не существует разработанного технологического реки,мо культивирования дромей при поддержании оптимального уровня рО^.

В связи с зьшеизломеннкм дальне"зее совершенствование тзх-нологичесного процесса ыокет быть связано с исследованием закономерностей изменения $ер«онтикх систем утилизации н-алканоз в зависимости от рО^ среды.

Целью работы явилось изучение влияния уровня, рС^ но скорость роста и интенсивность дыхания микроорганизмов, количественное содеркани„ митохондриольных и микросомальных цитохромоэ и йер-ментатнзнуи активность систем, участвующих а окислении н-алка-ноо' при стабилизации р02.

■ В основные задачи работы входило:

- изучение влияния резкого изменения р02 на рост и развитие дроимей С.таНоза '

- исследование количественного содержания митохондриольных и кикросо,мольных цитохроиов и'ферментативной активности систем, участвующих в окислении н-алканов в рени;,:е онсистата, при различных способах стабилизации рО^;

- обоснование оптимального ренима культивирования дредкей ,,а н-алкапах.

-!Наумкоя кои'/зна. Зпорзие «сслсдозача зсиокспе^г.ости изменения количественного содержания ,митохондриа'"'1Шх и минросо.мальных цитох, зыов и ферментативной активности систем, учостг"«цйх. в

окислении н-алканоз при различных режимах оксистата. Впервые показано, что при культивировании дроией в ренине оксистото при низких рО^ д/.накика интенсивности эндогенного дыхания, содержание цит.Р-450, а такие связанных с ними ферментов носит двухфазный хсрактер. Это связано с различной (^-зависимостью систем, участвующих в утилизации коротко- и дликноцепочечных н-слканов. Кроме того, при низких pOg замедляется развитие ки-тохондриаяьной ЦПЭ и увеличивается продолжительность лаг-$азы.

Показано, что при выращивании дроией .в периодических условия х культивирования пи поддержании pOj регулируемой подачей н-алканов клетки в течение всего процесса развития характеризуются стабильным количественным 'содержанием компонентов дыхательных ЦПЭ и отсутствие!.; цианидрезистентности.

Практическая знач/ио:ть. На основе изучения биохимических закономерностей развития дрояшей c.raaltosa обоснована возможность интенсификации выращивания биомассы при управлении процессом культивирования по уровни р02.

Показано, что реним поддержания рО^ подачей н-алканов обладает рядом преимуществ по сравнении с оксистатом с регулируемой подачей воздуха. При периодическом культивировании оптимальным является ведение процесса при снижении р02 дозацией н-алканов и последующее выращивание гри рС^ 10-1551. При этом клетки дрожжей характеризуются высокой интенсивностью дыхания. При непрерывном культивировании оптимальным является такие режим поддержания р07 10-15%.

Основные положения, внносимые на защиту. I. Оптимальные условия ьыращивсния дроией с.maltosa достигаются при поддержании постоянных концентраций кислорода и н-алканов в среде.

2. Динамика развития интенсивности дыхания и активности ферментов, участвующих в утилизации смеси н-алканов, существенно различается в зависимости от уровня р02 в среде.

3. Снижение концентрации кислорода приводит к изменению состояния митохондриалыш ЦЛЭ, при этом ноиболее чувствительны к кислороду цит. в. 560 и цитохром с пероксидаза.

Arpoесиня рсботн. Резульати исследований доложены на конференции молодых ученых в г.Рига (1384 г.), на Всесоюзной

научной конференции а Москва (1934 г.) я на съезде ВМО з г.Алма-Ата.(1935 г.).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 6 рабо.т;, Qбъеи и структура диссертации. Диссертация изложена на 155 страницах машинописного текста, содержит рисунков 31 и II таблиц, состоит из введения, 6 глаз, выводов, списка использованной литературы, внлючаюцего 229 отечественных и иностранных наименований.

Литературный обзор состоит из 2-х разделов, где обобщены донные о функционировании систем' окисления и дыхания алианути-лизирунщих дрокней и влиянии но них содерасния растворенного з среде кислорода.

ОБЪЕКТЫ И КЕТОДК ИССЩГЗАНЙЯ

Обьекток исследования слукил л$>о«ивяеннкй отек» дрояней Candida maltosa. ВСБ-559.

Культивирование дрожмеП проводили з $ар«внтерах " АН К У f.î 21,!", "Абитекс" ( рабочий объем-.6 л ) и промыал.онном gapaeiiTé-ре (2 и3) но минеральной среде, при 30°С, рН 4,5, a'качестве источника углерода использовали енвеь-н-олксноз "Пареис" (ТУ 38101856-84). ■

Постоянный уровень рО^ поддерживали двуия способами: ■ - регулируемой подачей создуха на аэрации среды; - регулируемой подачей н-алканоз.

Измерений pOg в процесса культиров'ония проводили зонры~ тин электродом типа Кларка (ciark, 1533).

Определение интенсивности дыхания интпитниии клвтнаии про-; водили подярогрс$ически (Ил.ьченйо, 1932).

Состояние ЦПЭ исследовали с.прийенвние« Ингибиторов КСк, ïiaNj я ротеноно. ' • '

Качественной и количественный состав м-олканов. определяли методом Г-ЙХ (Хрои-5, ЧССР).

Анализ митохондрналышх цитохроаов проводили по ди}§ерен-ииал-ьиим спектром поглощения, цит.Р-450 определяли по СО-диф-фереициальным спектром (Omura, }, на с:, энтройотометрох Shimauz'u 30OV, Hi'taohy 356.

Активность ферментов определяли в бесклеточных гомогено-тах, получаемых после центрифугирования дезинтегрированных кле-ТОН. БеЛОН определяли ПО БреД§ОрДУ (Bredford, 1976).

Активность цитохром-с-оксидазы (ЦСО) и цитохром-с-перокси-дсзы (ЦСП) определяли по скорости окисления экзогенного цито-хрока С (Yonetany, 1967).

Активность альдеГиддегидрагеназы определяли по скорости восстановления НАД (Ильченко, 1987).

Активность суперонсиддисиутазы (СОД) определяли спектро-фотоыетрически (Karkiund, Í97M и полярографически по ингибиро-ванию окисления пирогаллола.

Активность католазы определяли по разложению l^t^ поля-рографически (üempsey, 1975) И СПеКТрО^ОТОМеТрИЧеСКИ (Roggenkamp 1979).

Активность алкогольоксидазы (АО) определяли полярогра^и-чески по скорости поглощения Og при окислении октанола (Ильченко, 1934).

РЕЗУЛЬТАТУ ИССЛЕДОВАНИЙ

I. Слияние изменения рО^ ни : ;нкционирование окислительных систем дра;:«ий

Для изучения влияния концентрации растворенного в среде кислорода на содержание ц.итохрсиюй системы и активность ферментных систем дромей с.maltosa в процессе роста рО^ изменяли ступенчато: 70-2-5-70% насыщения среды кислородом, что позволяет моделировать развитие популяции в различных фазах: при рО^ 70Í моделируется рост в лаг-$азе и начале экспоненциальной фазы, а pOg 2-5¡É - пребывание популяции в-экспоненциальной фазе и в начале стационарной, когда существует лимит по кислороду (Ыатя-шово, 1978).

Снимение рО^ с 70 до 2% приводит и уменьшению удельной скорости роста в 2,5 раза (рис.1), которая вновь восстанавливается при последующем возвращении исходного р02• В этих условиях интенсивность эндогенного дыхания не уменьшалась независимо от р02.

лсЛ. Влияние ступенчатого изменения р02 на ¡./ост биокасс« (I), •• солвряонив цитохромов: Ц60(2), Р-450 (3), о>, интенсивность эндогенного /ихания (5), активности: но-талазы (6)/ЦСП (7), ЦСО (8).

Анализ ферментных систем, участвующих на первых этапах утилизации н-алканов показал, что при резком снижении р02 увеличивается содержание циъР-450, а при последующем повышении р02 его содервание снимается, но увеличивается активность АО и АлДГ.

Изменение р02 приводит к перестройке китохондриал.ьных ЦПЭ. При снимании р02 возрастает доля цианидрезистентного дыхания. Содержание цит. в 5Б0 значительно зависело от уровня р02: уменьшалось при низких р02 и возрастало при увеличении р02<

Значительную изменчивость проявляли Серпенты - супероксид-дискутаза, котаяазо и. пер „исидаз.с, являющиеся регуляторами содержания перекисей и супвроксидных радикалов,образующихся при утилизации .н-алканов. Снимение р02 приводило к увеличению активности каталазы и цитохрои-с-лвроксидазы (ЦСП), при этом активность цитохром-с-оксидазы уменьшалась. Бозмовно, это вызвано тем, что ЦСП начинает выполнять функцию терминального переносчика, поддерниваюцего норивльное функционирование митохондри-альноп ЦПЭ. При этом"функционирование основной ЦПЭ оказывается сопряяенной с процессом детоксииация перекиси.

Таким образом, изменения,кинетических и биохимических параметров роста дрокией'Коррелирует с изменением р02 в среде. По-видимому стабилизация уровня рО^ в процессе культивирования позволит увеличить параметры роста -ju и экономический коэффициент. ■ .

2. Биохимические закономерности роста дрокшей с.maltosa при их выращивании в реннше онсистата

Для сравнительного изучения роста и развития дрокмей с.maltosa в режиме оксистота были исследованы 3 режима р02: 2,5 и 70Я насыщения среды кислородом. Рост дроикей при р02 5 и 2% (рис.2) характеризуется продолаительной лаг-фазой - 3 и 4 часа соответственно, в отличие от р02 70%, где лаг-фаза практически отсутствует. Умёиьвенив jnmás и экономического ноейициен-. то отмечалось лииь при р02 2%. Это свидетельствует о том, что при р02 53É -B процессе роста происходит адаптация к пониженному содорионию кислорода в среде и достигается jJmat - 0,3. При р02

24 Время, ч

Рис.2. Рост дро«шей с.maltosa в реииме онсистото'при розличных уровнях рОу з среде.

о - биомасса, 0 - интенсивность эндогенного дыхания Г - р02 70%, 2 - рО, 5%, 3 - р02 U.

2% подобной адаптация не происходило.

Следует откатить, что s отсутствие адоптации к низкому

р02 сникается бапее значительно, чей при выращивании при низких рОр.

Динамика интенсивности эндогенного дыхания также зависит от уровня р02 в среде. Если при высоком р02 нривая интенсивности дыхания имеет одно максимальное значение, достигаемое в начале энспоненциальной 5?азы ростам то при низких данная нривая проходит через 2 максимума - в фазе ускоренного роста и е фазе экспоненциального роете, т.е. носит двухфазный характер (рис.2). Несмотря на сходство динамики интенсивности. дыхания при низких рО^, абсолютное значение его при р02 Ц ъ 2 раза ниже, чем при р0£ 51..

Наличие доух$азнасти эндогенного дыхания при лимитирующих р02 можно объяснить различной скоростью потребления н-ал-канов е зависимости от длини углеродной цепи. Анализ содержания н-алнанов в нультуральной ккдкости показал, что при низких р02 отмечается более высокая спорость потребления н-алка-нсв с длиной цепи Сд - Г^,, так их содеркание через 4 часа росто снижалось в 3,4 раза, а через 7 часов - в 13 раз, в то время нок.обцее их содервсние уменьшалось в 1,2 и 2,2 раза соответственно. При высоком р02 отмечалось равномерное потребление н-елканов независимо от длины цепи, скорость их потре- ■ Сления была значительно выие, т.к. общее содержание м-алка-ноа, в том числе и с длиной цепи Сд - С^, за тот »е промежуток времени уменьшилось в 20 раз. Ранее было покозано, что при выращивании дроишей на гексадекане при р02 5% подобной двухсазности не наблюдалось (Матяшоеа, 1978). Вероятно первый максимум соответстйует преимущественной утилизации н-ал-ксноз Сд - что связано с различной зависимостью от р02 ферментных систем, участвующих в окислении н-алканов с различной длиной иепи.

Динамика биосинтеза цит.Р-450, антивности АО и АлДГ при низких рО^-тенке характеризуется двухфазностью (рис.3). Наличие дьух мсксммуиоБ биосиитеза цит.Р-450 можно объяснить его ■ ино'йюсчьогными Мориаки, ранее описанными для алканутилизиру-щнх дроляей (Соколов, 1985). По-видимому, гидроксилазные си-стеич, окисляющие н-алнены с длиной цепи Сд - проявляют

Рис.3. Содержание цит.Р-450 - (о) и активность АО - (б) при росте дромей о реиимэ оксистата. I - р02 7(1%, Z - р02 5% 3 - р02 2Ï.

меньшую чувствительность и кислороду.

При ниэмоя р02 не тольйо возрастает содержание ц»т.Я-',50, , но и сокращается a 2 роза период биосинтеза максимального содержания цитР-450 (рис.З).

Каяуедояся зависимость активности А л Л Г от р02 обусловлена зовисиностью от р0*2 активности ДО, a связи с этим динамика ак-

Рис.цманидчусстзительнооть и содержание митохондриальных цятохромое в процессе выращивания дроией С.maltosa в ре»! и ve онсистото

с - действие сн~, б - цит. о ç3, a - цит. в 560.

тийности АЛДГ, хотя и с некоторым запаздывание*, повторяет динамику АО. Изменение активности СОД и каталазы при различных рО^ коррелирует с изменением АО и цит.Р-4-.О, и при низких для них танке характерна двух$сэность.

Анализ состояния митохондриальмх ЦПЭ показал, что НАДН-дегидрогенозный учосто! цепи, кнгиби'уемыи ротенонаи, малочувствителен к изменении рС другая стороны, функционирование терминального участка ЦП-Э подвер»енс влиянии рО^< о именно, при высоком р02 полная чувствительность и цпониду достигается в первые ке чаем роста, что продпола1ает функционирование лиль I митох'ондриальной фосфорияиругацеЯ ЦПЗ; при рО2; 5^ максимальная цианидчуостзительность достигается на 3 часа позднеее, о при р02 2% полная чувствительность не достигается на протяжении всего роста (рис,4). При рО^ % наблюдается как снияение максимального содержания цитохрзмоксидазы, -цитохроич в550 и так и увеличение периода времени (в 3-4 розе), после нйторо- ■ го их содержание начинает возрастай . При ро^ 2X содержание митохондриальных цитохрэмов .оставалось низким не лродяиенми всего роста.

Таним образом, выращивание дро«ей а режиме скс/стьто с регулируемой подочзП воздуха при ньзхих рОп присадило к изменения функционирования различных ¿ьрментнмх систем: I) появлению двух$азкости развития ферме:тов, участвующих непосредственно з окислении н-алчаиав, вызванное их различной ки-слородзависимостьга при окислении и алканоз с различной длиной углеродной цепи; 2) снижению ^одериания митохондриаль-ных цитохромое; 3) увеличению цианидрезис.ентнасти. При згоипри р07 5% не наблюдалось изменения ^та/ < при рЭ^ -2% отмечалось сигиениекоррелирующее с уменьшением интенсивности дыхания и активности АО и АлДС. То есть при культиз;*-ровонии адаптированных к данному ургзню рО2 клеток изменение октивности окислительных систем зесию значите/ми, «то возможно связано с изменением содержания н-смоиов в среда в процессе роста.

3, Биохимические закономерности роста дроией в реии.ме поддержания р02 регулируемой подачей н-алканов

При периодическом культивировании максимальныеу/ и эко-ноиич0СииВ'и0эф$йциент достигаются в зкспоненцнальной {азе, при этом в среде отсутствует избыток субстрата. Возможно стабилизация высоких кинетических параметров роста будет достигнута при отсутствии высоких концентраций н-алканов. ;

В связи с этим был разработан .способ поддержания постоянного уровня р0? в сред^ дозацией н-алнанов, при этом остаточная концентрация н-олка»ов в среде такте была постоянна (Голкнкин и др., 1985).

Первоначально изучение биохимических параметров было проведено в ренине остро, о опыта при изменении« р02 дозацией н-алканов от 0 до 300% нгсищения среды кислородом, но е отсутствии роста биомассы.

В качестве основного параметра, характеризующего состояние культуру, нами бы.-а аыбрана величина эндогенного дыхания, которая, нан покоэоно номи и другими авторами (Паншшв,. 1985), прямо пропорциональна Jama*. . Максимальная интенсивность дыхания, активность АО в остром опыте достигались при р02 Ю-—15% (рис.5). Зто позволило предположить, что наибольшая ,// ыокет быть достигнуто при р02 10-15%. Содерхание митохондри-альных цитохроыов,. а ток^е цит.Р-450 при р02 O-IOO/Í изменялось незначительно, т.е. изменения состояния ЦПЗ в отсутствии роста, по-видимому, не происходило.

8 соответствии с резльтотоки опыта нами подробно.' изучены виохимичвсние закономерности роста и развития дроиней при р02 10-15%, о такие при максимальном и уинимальнои обеспечении среди кислородом (р02 40-45% и 3-8%), что соответствовало ноиие'нызему и наиСольш.'.у расходу н-алканое.

Лонный способ культивирования не позволяет поддерживать • постоянней.уровень р02 с исмен'та ночолс росто, В связи с эти« процесс кул1,тив(фоесния приводился в 2 этапа: I - снииение

Рис.5. Содерионие ммтохондриальных цитохромов, интенсивность эндогенного дыхания и актиакесть АО в зависимости от у уровня рО^ а рехиие острого опыто. I - интенсивность дыхания, 2 - активность АО, 3 - цит. а ♦ а^, 4.- цит.Р-4!Г0, 5 - цит. в^^,

б - ЦИТ. С .

уровня р02 регулируемой дозациеП н-олканов до заданного уровня; 2 - поддержание заданного уровнч рС^- '■'-•.>■>•

При контролируемом снижении рС , в процессе роста дрок-

Рис.б. Рост дрокией c.ir.aitoea при сникении р02 дозацией н-ал«оио8. I - биойсссо, i'- pOj, 3 - интенсивность эндогенного дыхания, 4 - действие с в", 5 - иит.Р-450, 6 - iiin.o*Qj. 7 - пит.s, 3 - цйТ.в. S " итивность АО,'Ю- активность оуил-МеА-онсидазм, ¡I - активность коголозы,12-сштизность Cl

ней (ряс.б) при отсутствии лаг-фазы достигается 0,5 и экономический коэффициент 1,0. Эти параметры, а такие ка- ■ ксимальная величина интенсивности эндогенного дыхания, достигаемая одновременно с ^та* < являются наибольшими для дро-мней С.гаа11;о8а в наших исследованиях.

Анализ содержания дыхательных ЦПЭ (рис.6) показал, что ци-анидрезистентные ЦПЭ отсутствуют, а содержание митохондриальних' и микросомальних цитохромов в ходе роста изменяется незначительно, при этом следует отметить высокое содержание цит.в^ф В то не время динамика активности ферментов, участвующих в окислении н-алканов: АО и оцил-КоА-оксидази, коррелировало с изменением интенсивности дыхания. 3 отличие от этого активности СОД и «аталази поддерживались на постоянном уровне.

Стабильность ряда систем - цит.Р-450, митохондриальных цитохромов и перекись разлагающих ферментоз, по-видимому, связана с постоянны« содержанием н-олианов в культуральной иидкости. Высокие значения }лтс* и экономического коэффициента, достигаемые при этом, связаны с максимальной интенсивностью дыхания, активность»'АО и ацил-КоА-оксидазы, отсутствием циандрезистентности. Ведение процесса в подобном режиме позволит интенсифицировать рост дрожией при периодическом культивировании.

Дальнейшие исследования били проведены при культивировании дроииеИ з решимв поддеряания р02 регулируемой подачей н-алканов. При этом а ходе роста на постоянном уровне поддерживалось не только содержание митохондриальных и мккросо-мальных цитохроадз, но и интенсивность дыхания, активность ферментов и скорость роста (табл.1-) и отсутствовало цианид-резистентное дыхание. Однако в зависимости от уровня р02 в среде эти параметры отличались. Наибольшие интенсивность ды-■ хония^ и экономический коэффициент были достигнуты при : , 10-15%. При максимальной скорости потребления субстрата : (р02 3-8Х) достигались минимсльныо^и и у.

Содержание цит.Р-450 было наибольшим при.р02 3-8?, что мокет быть связано с повышением подачи н-аляанов, а так,не со снижением р02 в среде. Поа«вение активности каталсзы при рС2

Таблица !Р I

Параметры роста дрокей с.тгПооа при периодическом и непрерывном культивировании в реяике поддержания р02 регулируемой подачей н-алканов

¡-Вид

.¡куль-

•ливи-1

¡рова-

¡1111Я

рО, % на-егде-ния

!Интен-сиввость дыхания

Г 1Ю2 .

X Г

о. о

о о

ОЭ 3

о.

3-8

10-15

40-45

3-5

10-15

40-45

Г АСБ-

УИН I

час

-I

Потреб-ление ■ субстрата

_г_

г'ч

Содержание цитохромо'ё

а+а-

~ЖГ

с 1.Р-450

мг р ь

Акти-!Актив-!Актив-!Экрноми вносцность,; и о с т ь |'чвсимй ■АО !натола*С0Д ',ноэ$фи-!зы I мЕ !циент

Г"—^т ---- *

гАСБ'^МО-? |йг бел| г/г 'мин 4им'г белка ко]_■

21*

14* г

24+ 2

20» 2

30+ 2

25+ г

0,16 ±0,01 0,30 .±0,02 . 0,21 +0,02

0,16 10,01 0,29 ±0,02 0,20 10,01

0 15 0,026 0,060 0,060 0,018 41 7,0 8,2 0,060

10 ,01 10,001 + 0,002. 10,00210,001 ¿2' 10,3 ¿0,2 ¿0,02

0 13 0,030 0,068 0,062 0,015 50 6,0 ~8,3 0,87

¿0 ,01 +0,001 10,002 10,00110,001 ±2 10,3 ¿0,2 10,04

0 08 0,027 0,056 0,055 0,011 44 6,0 . 8,3 0,74

¿0 ,01 10,001 10,002 10,00210,001 12 10,3 ±0,2 10,04

0 ,15' о,ег17 0,057 0,056 0,018 32 7,0 7,7 0,61

>0 ,01 10,001 10,002 10,00210,001 2 •±о,з ±0,2 10,02.

0 ,13 0,028 0,067 0,053 0,014 51 6,0 8,2 0,88

+0 ,01 10,001 10,002. 10,00210,001 12 ±0,3 10,2 10,04

0 ,08 0,022 0,048 0,053 0,011 40 5,9 7,9 0,75

¿0 ,01 10,001 10,002 10,00210,001 12 ±0,3 ¿0,2 ±0,04

3-8Х может быть связано с повышением образован/я перекиси, вызванное возрастанием содержания цит.Р-450 {табл.I).

Исследование выращивания дрояией при поддержании р02 дозацией н-алнанов в условиях непрерывного культивирования показало, что изменение биохимических параметров соответствовало аналогичным при периодическом процессе (табл.1). Это является закономерны«, т.к. и в том и в другом случае отсутстзовол лимит по субстрату-. При этон оптимально такие является решим р0? 10-15%.

4. Сопоставление ренинов культивирования • дрокей и выбор оптимального ре мим а

При выращивании дровней в реяике поддержания р02 регули-руекой дозацией.н-алнанов процесс характеризуется стабилизацией содержания и-олкснов и pOg в среде. Это приводит к тому, что основные биохииические параметру з ходе росте топко поддзр;;;иаа-. ются на постоянном уровне. При зтоя независимо от рОр (в про- •• делах 3-4Í) изменения китбхондриалмюй ЦПЗ не наблюдается, а: цпанидрсзистентные UПЭ отсутствуют. Вместе с тем, активность ЛО и ннтеисиsiioctí дых от я зависят от уровня р02. При поддер-ионий р02 10-15%J.I равна 0,3, т.е. не нняв, чем при р02 ?0л в ренине снсистата, однако, экономический коэффициент выве при р02 10—15%- Это позволяет сделать вывод, что выращиаание дровлой с.maltosa при поддержании р02 10-15% регуляруеиой подачей н-алнанов является оптиквлышя процессом культивирования. Снижение Р02 до опттдальнего 'монет быть достигнуто регулируемой подачей субстрата в процессе росто биомассы. При этом достигается максимальная скорость роста (jUmax 0,5) при'отсутствии лаг-4азм.

Таким образом, процесс периодического культивирования ; -дрохвей с.maltosa протекает с «сксияояьной интенсизносп» ; при снижении р02 регулируемой подачей н-алканоз s процессе р'о-. ста биомассы до IQ-I5Í насыщения, среды кислородом и дальней--вей поддержании данного урозия р02, при .этом клетки 'характеризуются максимальным развитием иито'хондриа.пиой.ЦПЗ, интен-

сивности дыхания и активности АО, при отсутствии цианидрезис-твнтного дыхания. Совокупность этих Докторов обеспечивает высокую Ja .

ВЫВОДЫ

1. Показано, что стабилизация содержания компонентов дыхательной ЦПЭ и цитохрома Р-450 достигается при периодическом культивировании дроккзй Candida maltosa в режиме поддержания постоянной концентрации кислорода регулируемой подачей н-ал-канов.

2. Показано, что в рзхике поддериания р02 10-15% регулируемой подачей и-алнсноз достигаются кансииальнив. значения скорости роста и экономического коэффициента, при этом дрони характеризуются высокой.интенсивностью дыхания и содериснием митохондриальных, цнтохроыов при отсутствии цианидрезистентно-сти.

3. Установлено, ЧТО вкрацизание Дрожкей Candida maltosa при низких концентрациях кислорода 8 среде приводит к увеличению лаг-фазы и снижению скорости роста, что связано с замедлением развития нитохондриольной ЦПЭ при р02 52! и. спадением содержания митохондриальних цитохромов при р02 2%.

4. Впервые показано, что при росте дрожжей на смеси н-ал-канов в рени'мо очсистета при низком р02 динамина интенсивности дыхания, содерманле цкт. Р-450 и активности'.ферментов олноголь-онсидозы, альдвгиддегидрогеназы, супероксиддисмутази и натола-зы носит двухфазный характер, что связано с'различной (^-зависимостью систем, участвующих б утилизации н-алканав с различной длиной цепи.

' 5. Установлено, что резкое снижение уровня р02 в среде приводит н снижению содержания цат. в_5б0 и увеличению активности цитохром-с-перонсидсзи, чть ыокет бьпь связано с изменение» состояния шитохоидрнольнях i|ÍI3.

По теме диссертации опубликованы следующие работы:

I. Федорова H.H. (йилово), Хадеееа В.В., йариново.В.Г. Оценка физиологичесной активности посевного материала дроашей •//Достижения микробиологии поактике// Тез.докл. съезда ВЙО,-

-Алма-Ата, "Наука", 1935. - Т.4. - С.II?. .

2. Федорова U.K. (Шилова), Хадеева В.В., Пувморев A.A. Закономерности роста дромеподобных грибов в начальных фазах роста// Билл. ВНИИ с/х минробиологии. - Л., 1985. - !>Ч1.

- С.58-61.

3. Федорова Н.К. (Оилова), Зрискер В.У1. .Интенсификация роста дровней изменением уровня р02// Микроорганизмы - продуценты биологически активных веществ / Тез. докл. конф. молодых ученых. - Рига, 1984. - С.49

4. Хадеева В.З., Федорова Н.К. (Шилова), Пушкарео A.A., Галынкин В.А. Интенсификация процесса выращивания посевного материала в производстве 5ВК // Пути совершенствования технологических процессов и оборудования для производства, хранения и транспортировки продуктов питания // Тез. докл.Всесоюзн. науч.конф. - ., 1984. - С. 155-156. - ¿СП.

5. Шилова Н.К., Ильченко А.П., Матяшова Р.Н. Влияние аэрации на динамику активности алкогольоксидазы и ^(^-утилизирующих ферментов В процессе роста дромей Candida maltosa на

парафинах. // Микробиология. - 1989. - Т.58, РЗ, С.430-435.

6. Ильченко А.П., Шилова H.H., Матяшова Р.Н., Галынкин В.А. Влияние концентрации растворенного в среде кислорода на динамику биосинтеза цитохромов В клетках дронмей Candida maltosa при выращивании1 их на парафинах./ Микробиология. - 1989.

- Т.58, №5, С.716-722.

Подписано к печати II.06,92 г. Заказ № 129 п.л, 1,5, тирам 100 окз Бесплатно.

Отпечатано в типографии КазГУ