Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

Изучение микробиологических факторов агрегации бактерий и дрожжей

ВАК РФ 03.00.07, Микробиология

Автореферат диссертации по теме "Изучение микробиологических факторов агрегации бактерий и дрожжей"

НАЦИОНАЛЬНАЯ ДКАДЕШ НАУК РВСПШШКЙ КАЗАХСТАН ЙНСШГШ! ИШШШОГЖ И ИЙТСОЛОГШ

. ь" т? тн

На правах рукописи УДК 679.083+579.695 ЯСАВАВВА С-А У Л В МУКАШВВЙ&

137ЧЕШШ МИКРОБИОЛОГИЧЕСКИ! «АКТОРОВ ДГРЕГАШШ БАШРИЯ 8 1Р01Ш

03.00.07 - МПфОбИОЯОГКЯ

Автореферат

диссертации на соискания ученой степени кандидата биологических наук

Длшты, 1994

Работа Ешолявна в Шетитуте мнкробнологш и вирусологи Н&цаоааг,ьной Академии няук Республика Казахстан

НАУЧНЫЕ РУКОВОДИТЕЛИ: окадекак Национальной Акадешн

наук РК, доктор биологических наук Ишезтддиов Д.П. кандидат биологических наук, доцент МанасЗвева ¿.Б. ОФИЦИАЛЬНЫЕ ОППОНЕНТЫ 5 доктор биологических наук . Бяиеьа Р.К.

кандидат биологических наук, доцэнт £|-бпковг А.А. ВЕ1ШЕЕ УЧРЕШШВ: Институт пищевой прошшюшюста Казахской Академии сельскохозяйственных наук

Згщата состоимся ю б » а^сьа 1994г. в " ^0 "%во. ш Баседаши специализированного Совэта Д 63.24.01 при Ииствтуте мшфобйогогш и вирусологии НШ РК

С даееортацйэй когнс ознаксжыться в библиотеке Институт« шкробиолопт я шрусологш 1Ш1 РК

Автореферат разослал к6 9 <2<и^1£иир 19Э4 г.

Ученый секретарь специализированного Совета,

доктор биологических парс ) И.А.Мтхогнна

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЕ

Актуальность теш. Способность клеток формировать агрегаты является одним из свойств, характеризующим поведение микроорганизмов в естественных и искусственно созданных ценозах. Агрегативные свойства обеспечивают взаимодействие клеток с различными поверхностями и проявляется в процесса! иммобилизации, флокулящт, биосорбции и баообрастания. Первые три находят широкое применение в различных отраслях биотехнологии, тогда как колонизация объектов хозяйственной деятельности человека несет разрушительную функции»

В настоящее время известны шллоядно-химичэскне механизмы агрегации шжрооргенизмов (Цпз, 1997). Спорным остается микробиологический аспект проблемы. По нему накоплен богатый экспериментальный материал, по он касается или микробной колонизации . биологических поверхностей,, или искусственной иммобилизации клеток. Меаду тем, процессы агрегатообразования и прикрепления клеток к инертшш поверхностям имеют близкую природу и осуществляется микроорганизмами активно и регулируемо в ответ на уеловая окружающей среда.

Знание механизмов агрегации необходимо для наялучЕего использования микроорганизмов в экономически важных процессах. В материалах симпозиума по биофлокуляцни, цроходшяем а Сан-Франциско в 1987г., били определены -следующие приоратетные направления: а) изучение роли генетика, питания и окружащей среда в биофлокуляцни ваша для биотвхлологичоекпх процессов микроорганизмов: б) исследование механизмов форшрозания и разрушения фдоков, биохимических к морфологических изменений клеточной поверхности; в) определение условий флокуляции микроорганизмов разных таксономических групп; г) определение параметров для моделирования специфических биофлокуляциошдах зроцессов. Выявление общих закономерностей агрегирования у микроорганизмов с различным типом обмена веществ позволит приблизиться к расшифровке механизмов агрегации и разработать их основе способы управления процессами иммобилизации и влокуляции микроорганизмов, находящими широкое применение в биотехнологии, а такие способы защиты объектов хозяйственной деятельности человека от биообрастаний.

Цель к задачи исследования. Поль дшшой работы изучение микробиологических факторов агрегации одноклеточных про- и эукариот для использования в биотехнологии.

Бали поставлены следупзие задачи:

1. Разработка единой системы изучения агрегации бактерий и дрогшей, позволяемой вияскить влияние среда культивирования, соотношения с/н, возраста в спещфжл кяокулята (сродо шращнвания, синхронизация).

2.Исследование параметров агрегации; ее степени, показателя гидрофобности клеточной поверхности, смульгирущей активности культуральной кидкости в динамике развития культур в моделируемых условиях и их связь с определенным параметрами катаболизма.

3. Изучение роли полимеров ¡иго точной поверхности а зкзометаболитов в форглтроващш адгезионшх свойств у ыодвлъшг культур микроорганизмов.

Научная новизна. Впервые да бактерий Pseudooonas aloalígonoa, Acotobaotor aoeti it дрозде!) Khodotorula glutinin var„ glutinia» Candida krusel изучена динамика агрегирования при росте на этаноле в синтетической сродо. Прэдловешюя система изучения агрегация позволила установить ряд нових фактов. Для одноклеточных про- и эукариот установлены сходные стратегии агрогатообразоианЕЯ. В условиях к-оделирэвагаш проявляется общее для всех исслэдуекшх микроорганизмов свойство синтезировать биоПЛВ. Культура p.aioaUgoneo, c.krusei и Ii.glutinio запатентовали как продуценты новых поверхностно-активных веществ. Агрегация F.alcaiigeneB, A.accti и с.lsrunel связана с образованием лектиноподобшх структур клеточной поверхности. Впервые у этих микроорганизмов • обнаружена лектиновая активность культуральной нндхости. Для изучаемых одноклеточных про- и чукориот установлен эфЦокт "птвргЕДрофобыости" клеточной поверхности, ранее неописанный в литературе.

Практическое рцачение - Результаты исследований могут найти применение в биотехнологии. Изучаемые микроорганизмы являются продуцента® биоПАВ (биологических

поверхностно-активных веш,вста) и могут быть использованы для промышленного производства этих соединений. Ноочищешше препараты СноПАВ, синтезируемые микроорганизма®! на минеральной срэдо без ©акторов роста, способны снижать поверхностное натлвенве вода я формировать эмульсии типа "масло в воде".

ь

Дойствко получеигаес биоПАВ сравнимо о кстарчеснжия гопфоснккя препарата?®. Бяосурфзктбпта могут найти разнив облает;» применения, одна га которых кмээт большое экологическое значогага - это очистка окрукакцзй срэда от гидрофсбпшс загрязнителей. В биотехполопивсгаис процессах нпкробнно ПАВ г.югут использоваться з качество огептоп для дакобилязацпл »«шфоорганиг«ов па инертшх носятоллг. 0чег,эшш8 пропарата когут использоваться при создания ко;лгсскциЗ коадатшю-гипкишчвсних срэдств, а такта в качостао

ст86шшотороп омульспя кэдицинского п пш5вого иг»зп8*кш5д.

Выносиике на зт;иту содог.еяия;

I» Предлагаемая экспериментальная система позволяет определять закономерности агрогатообрпзоваяия одноклеточных про- и эукаряот па пр;г.:зре Оа:сториЯ Poeudcaeras alcaligonco, Aeatobacter aoatl и дрокгай Rhodotorula glutlnio rar. glutinJUs» Candida krusei.

2. Система пшлеот тбср параметров агрегация, июдэлировашга условна роста, тостпровзштв бзюполглзроп гиеточноЯ поверхности л скяомзтаболятоп, отезтстеэнпых за лэкэпеппэ ЙГрЭГаТИЕШХ свойств клеток.

3. Для кзучешшх популгагай про- и эукгрнот згшавея дао "стротвпт агрегатообразоваитя: аграгпровакго при роста гх

прл внкгеашт.

Апробзшм работы. Результат пссладовиай бит до/сгзгп на биологической мезвузовской коЕфзрвпдпи колодах ушпг;х и студентов КазГУ им. С.Н.Кирова (Алиа-Ато, IS9I), из ОсзсопсггоГГ конференция "Биотехнология я бпо$язвти1 ктсхробшгс повуляШ" (Алма-Ата. 1991), па X МевдгнзродооЯ ксп$эроишт "Пошряаостшгз сшш" (Москва, 1992).

публикации. По материалам диссертации опубликовано 6 робот. Получены полояггалыыо решения на плачу патентов гга трем заявкой.

Структура и объем работ». Диссертация состоят пз введепия, обзора литература, оготегпяя материалов к методов, результатов исследования, заключения, ппсодоя, списка лптератури н приложения; нзлокена на 110 страницах машинописного текста, содержит 12 таблиц, 14 рисунков. Список литературн включает 147 источника, в то« число 8S на иностранном языке.

ОБЪЕКТЫ И МЕТОДУ ИССЛЕДОВАНИЯ

Исследования проводили с культурами бактерий Peeudomonas aloaligenes, 'Acetobaoter aoeti и дроюкай Khodotorula gluttnis таг- gluttnis, Candida kruaei, на основании следующих требований: микроорганизмы относятся к разным таксономическим грушам» способны окислять этанол в минеральной среде без факторов роста, могут найти применение в биотехнологии.

Микроорганизмы выращивали в жидкой синтетической среде 8-Е следующего состава (в г/л): (nh^po^-i,5; rayo^-i.o; NaCl -0,55 MgS04-0,e. В качестве источника углерода использовали этанол - 5г/л, 10г/л, 20г/л. Это давало C/N=a,i6,32, соответственно. Культивирование проводили в периодических условиях на качалке при 160 об/мин„ t=30°C. Синхронизацию осуществляли при t=-6°C в течение 18 часов (Зайцева, 1965).

О накоплении биомассы в среде судили по сухому весу и по светопоглощению №540Ь Белок в клетках определяли по методу Лоури s модификация Петерсона, а в клеточном отмыве и культуральной вдцсости - спектрофотоштрическям иотодом (по

В280 И В260}-

Степень агрегации оценивала двумя методами? 1 - по измерении светорассеяния суспензии (D^0) после 15-минутного отстаивания; 2 - по величине оптическо8 плотности (D540) при осветлении поело прохождения через широкопористый фяльтр. Для характеристики гадрофиьно-гадрофобных своSera клеток применяли тает на гидрофобность (Rosenberg» ot al. 0 1980), основанный на определение степени адгезии клеток к капелькам углеводорода п-гехсадекана. Показатель гидроЭсСносп; (Г$) клеток рассчитывали по формуле Г=10сысЮБ/1)оЛЯ)с где D0 - оптическая плотность исходной дисперсии, D ~ то кэ, после взаимодействия клеток с углеводородной фазой.

Изменение эмульгирующей активности культуралыюй жидкости фиксировали и методике (Iguolii« et al.„ 1969), в основе которой лоют спектрофотометричэсное определение (и600) веществ эмульгирующей природы при взаимодействии с капелькама углеводородной фазы.

Содерааниа углеводов в культуралыюй жидкости выявляли фовол-серннм методом (Захарова, Носенко, 1982). Для определения общего содержания лшидов в экстрактах использовали ванилиновый рэАКТИВ (Zollner, Kirooh, 1962).

Лектшзовуи активность рассчитывали как татр-1 реакции

гемагглвтинацин (Луцик и др., 1980).

Тест-системы, свидетельствующие об участии в агрегация определенных биополимеров были следующие: обработка трипсином, О.04мг/мг- 4 часа; лизоцимом, 0,004мг/мг - 4 часа; липазой, 0,04 мг/мг - 4 часа; галзктозой, 0.2М - 0.5 часа; 1%-м тритоном X-IOO - I час, БЫ мочевиной - I час, в соответствии с рекомендациями, приведенными в работе (Kaaada, Eurata, 19S4). Тестировали клетки 4-суточных культур, шравднннх на 8-Е поело синхронизации.

Снижение поверхностного натякения воды исследовала методом втягивающейся пластинки (метод Внльгельш), используя тензиометр Дю-Нуи (Абрамзон, ISS3). Поверхностное натягвниэ растворов с неочищенными препаратами ВПАВ измеряли при температуре 20°С в течение 60 минут.

Эмульгирующую способность ВПАВ изучали следуким образом: в колбы Эрленмейера объемом 200 мл помещали 5 ил буфера, содержащего около 0,5* двухвалентных ионов, 40 мг нефти и 50 мкг/мл неочищенного препарата. Контроль - колба без эмульгатора. Колбы встряхивала на качалке при 320 об/мин и t=30°C в течение 2 часов. Содераимое колб отстаивали 10 мин. и колориштрировали при Dg00 (Outniok, Rosenberg, 1983). " Исследования по ккмобилизашш проводили совместно с квфедрой микробиологии КазГУ им. Аль-Фараби. Иммобилизации штамма бактерий Laotobaoillus laotis, любезно предоставленного кафедрой, осуществляли на пенополиуретане и синтетическом химическом волокне "Вии" в физиологическом растворе 24 ч. прз температуре 22°С и режиме встряхивания 160 об/мин. Модификацию проводили следующим образом: носители инкубировали с раствором ВПАВ в термостате 48 ч. при температуре 37°С. Содержание клеток в суспензии определяли спектрофотометрически при Удельную сорбцию бактерий рассчитывали по уравнению: а=(Со-Ср)г1000/м (кл/г), где С0 и Ср - исходная и равновесная концентрации клеток, найденные по калибровочным кривым, кл/мл; м -концентрация волокна, г/мл. Степень десорбции оценивали по формуле: Д=Сдх100/(Со-Ср) (%), где Сд - концентрация десорбированных клеток, кл/мл (Никовская и др., 1986).

Материал для электронной микроскопии готовили по специальным методикам контрастирования белков (Silver«an. Glich, 1969) и углеводов (Pease, 1966) фоофэрно-вольфрамовой кислотой и исследовали на «ГШ 100В (Япония).

В работе представлены усредненные данные 4-6 опытов.

РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ

Агрегация бактерий и дроякей в моделируемых условиях. Согласно поставленными задачам исследования проводили то системе, которая позволяет рассматривать во взаимосвязи процесса метаболизма и агрегации бактерий р.а1оа11^епеа, А.аоег! и дрозскей С.кгиве1 (рис. 1-5).

Моделировались условия, в которых устанавливается зависимость агрегации ¡елоток от возраста и специфики шюкулята, соотношения углерода и азота в шикай минеральной среде. Использование инокулятов разного возраста, выращенных на богатой твердой и синтетической жидкой средах показало, что чем вше соотношение с/и, тем раньше формируются агрегаты. Специфика "мяокулята заключалась в синхронизации клеток. У' не синхронизированных культур количественные показатели параметров метаболизма и агрегации могут быть близкими по абсолатной величине, но отличаться по динамике для разных соотношений с/и. Напротив, для синхронизированных культур изменение параметров совпадает по фазам роста, хотя абсолютные величины могут отличаться (рис.4).

Изменение агрегации по фазам роста своеобразно для каждой культуры (рис.1-4). В данных условиях дрогзеовые клетки обладает высокой агрегирующей способностью, по сравнению с бактерл&льнымя. Интенсивная агрегация происходит в две стадии: первая совпадает с началом роста, вторая - с выходом культура в стационарную фазу развитая. Предполагаем, что существует две стратегии агрегатообразования - при росте и выживании, которые являются ответной реакцией микроорганизмов на изменение условий окружающей среда.

Изменение процессов метаболизма отражается на состоянии клеточной поверхности. Агрегативнне свойства проявляются на границе раздела фаз, следовательно, касаются структур клеточной поверхности и экзометаЗолмтов. Поэтому в систему вводятся показатели гвдрофобноста клеточной поверхности, эмульгирующей и лектиновой активности культуральной шдкости. Впервые, ати показатели представлены в едином комплексе как параметра агрегации. Изучение биохимического состава клеточного откыва позволяет приблизиться к структуре и локализации факторов агрегации.

/ /1,111

N

0,75

0,25 О

30

10

I

1 '

и

Л." . <г к. 2 N 1 1

0,0В 0,04

J

\1 VI

0,2 о

0,2 о

М VI

6 В

■ 20 У п П Г Чк.

V VI VI

20

о о П й I

13 5 Сутки

Рис Л. Динамика параметров метаболизма и агрегации бактерий Р.п1са11£апез (шгокулят 2) при культивировании на этаноле для с/м=32: I - биомасса,г а.с.в./л, 2 -показатель гидрофобности.» (А), 3 - степень агрегации,%

(A). 4 - эмульгирующая активность, ед.оггг.пл. (А), 5 -концентрация белка в клетках <Б),мг/мг а.с.в., клеточном отмыеэ (В), культуральной жидкости (Г),мг/мл, 6 -содержание углеводов в Ж от концентрации белка в неотммтш: (аБ), отмытых клетках (ОБ), клеточном отмшзе

(B), культуральной кидкости (Г), 7 - лектиновая активность, титр ""*РГЛ.

А

1,0 0,5 0

1,0 0,5 О

0.<*

0,2

50 25

N

А

- / .:

0,02

V 17

15

/

\1 VI

6а,о

_|Циц.

V VI

Г

к /

\ / * 5

■ го а / 6г \ \Г

1 „П1

Рис.2.

/ 3-5 Сутни Динамика параметров метаболизма и агрегации А.аоеП 1фИ культивировании на этаноле для с/:«'-=32; I биомасса,г а.с.в./л (А), 2 - показатель гвдрофобности.ж (А), 3 -степень агрегации,26 (А), 4 - эмульгирующая активность, ед.опт.пл. (А), 5 - концентрация белка в клетках, мг/мг а.с.в. (В), клеточном отмыве . (В), кулътуральной жидкости,мг/(ал (Г), 6 - содержание углеводов б % от концентрации белка в неотмытых <аК}, огмытнл (ОС) клетках, клеточном отмыве (В), культуральнсй жидкости (Г), 7 - лектиновая активность, титрРГА.

и

Показатель гидрофобное«! характеризует уровень "идратации клеточной поверхности и изменяется по фазам роста, {ультуры p.aloaligenea и B.glutlnls имеют преимущественно -идрофяльную поверхность (рис.1,3). Для A.aoeti a C.krusel заблвдается существеное изменение уровня гидратации. Перепад значений Т% составил 70-90%. Отмечается увеличение степени агрегации вследствие гидрофобизацип клеточной поверхности (рис.4). Сравнивали уровень гидратации клеток, выращенных на разных средах. Было установлено, что при гомогенном росте P.aloaligenea, A.aoeti, R.glutinia на аидкой богатой среде клетки становятся гипергидрофобныш. Этот аффект наблюдался на кадкой минеральной среде для A.aoeti, O.krusei, H.glutinls (4-суточный инокулят с 8-Е) и сопровождался интенсивной агрегацией. Факт гипергидрофобности клеточкой поверхности был установлен впервые. Предполагаем, что этот эффект связан с образованием слоя эмульгирующих веществ на клетке, которые придают ей свойства ПАВ. Определение динамики Т% по фазам роста обнаружило факт освобождения клеточной поверхности от этих веществ, который сопровождается резким изменением уровня гидратации в сторону гидрофальности и повышением эмульгарущай активности в клеточном оплыве и культуральной жидкости. Этот процесс аналогичен те джигу, т.е. сбросу, мембранных везикул (Тимошенко, Черенкевич, 1990).

Определение лектиновой активности культуральной жидкости обосновано тем, что лектины являются факторами агрегации. Оки осуществляют углевод-белковое связывание высокой специфичности по типу лиганд-рецепторного взаимодействия. В наших опытах лектиновая активность выявляется на 3-6 сутки у бактерий P.aloaligenee, A.aoeti и дрожжей C.krusei. В научной литературе отсутствует информация о лектиновой активности этих микроорганизмов. Возможно, интенсивный распад флокул на 3-4 сутки способствовал выходу лектиноподобных молекул в культуральную жидкость, где они были обнаружены реакцией РТА.

В связи с установлением лектиновой активности провели биохимические исследования клеточной поверхности различными тест-системами (табл.1). Использование препаратов различного спектра действия указало на зависимость агрегации от белковых и углеводных компонентов клеточйой поверхности. Увеличение степени агрегации после обработки клеток дрожжей специфическими агентами - лектинами - свидетельствует о наличие углеводных рецепторов, за счет которых осуществляется межклеточное связывание.

IV

п.ш

0,5 О

75 25

X

V VI

1/ VI

00 0,02 О

90 ■ 30

с

у/

Л

/

0,05

° 13 5 Сцтпа

Рис.3. Динамика параметров метаболизма"3 и агрегации дрожжей К.в1и<:1п1 з (инокулят 3) при росте на втаноле и с/N=32: I - светопоглощение, ед.опт.пл. (А), 2 - показатель гидрофобности,% (А), 3 - степень агрегации, % (Л), 4 эмульгирующая активность, од.опт.пл., (А), Б концентрация белка в клетках <Б),мг/мг а.с.в., клеточном отмыве (В), культуральиой жидкости (Г).мг/мл, 6 -содержанке' углеводов (%) от концентрации бежа в нвотмытых (аБ), отмытых клетках (6Б), клеточном отмыве (В), культуральной жидкости (Г), 7 - рН среда

1,0

0,5 О

Ряс.4. Дшешка параметров метаболизма и агрегации С.кгчзо! при росте в моделируемых условиях на этаноле: I - биомасса, г а.с.в./л, 2 - концентрация белка в клетках, мг/мг а.с.в., 3 - рН среда, 4 - показатель гидрофобно-сти, %. 5 - эмульгирующая активность, ед.опт.пл. На гистограмме (4) - степень агрегации при 30°С, %. Инокуллт - суточная синхронизированная культура с СА. А - СЛ*=8, Б - С/К=1б, В - С/N=32

Рис.б. Динамика содержания продуктов метаболизма с.кгиае! прл росте на этаноле дня 0/11=32: I - концентрация белка в культуральной кидкости (I) и клеточном отмыве (2),мг/мл,, II - концентрация углеводов в культуральной кидкости (3)' и клеточном отмыве (4),мг/мл, Ш (на гистограмме) -лектиновая активность» титр_1РГА.

Данная система позволила выявить эмульгирующие вещества I культуральной кидкости, которые также влияют на процессь агрегатообразования исследуемых культур. Интересно отметить, чтс изменение эмульгирующей активности и показателя гидрофобносм происходит в противофазе. Наиболее ярко эта зависимосп наблюдается для С.кгиве1 (рис.4) и Н.в1и41п1в при использование 4-суточного инокулята со среда 8-Е.

Таблица I

Влияние тест-систем на степень агрегации А55 микроорганизмов

Тест-системы степ е н ь а г р era Ц и и , *

P.aloaligenea A.aoeti R.glutlnls

контр.1 опыт контр. опыт контр.1 опыт

трипсин 20,7 65,6 29,5 20,7 92,0 69,3

лизоцим 20,7 32,1 29,5 61,0 90,0 65.0

липаза 28,3 76,7 35,5 65,2 - -

мочевина 20,7 37,5 29.5 37,5 95,3 38,1

тритон X-IOO 28,3 6,9 29,5 32,5 75,0 48,5

галактоза 28,3 0,0 35,5 38,5 - -

Кон-А - - - - 46,0 97,2

PSA 87,2 100,0

Изучение Дизико-химических свойств ВПАВ и их влияния на "регащта клеток. Нами была предпринята попытка определения гахимичсского состава неочищенных препаратов биоэмульгаторов з культуралыю!! падкости, их физико-химических свойств и роли агрегации клеток. Биохимический анализ показал, что в состав икробных эмульгаторов входят бел;®, липади и угловоды в роцентном соотношении 3:96:1 для R.glutiniB0 1:70:29 -.Krusel, 3:88:9 - p.aloallgenao. Cnsissiшэ поверхностного атяжения вода о (табл.2) н эмульгирование гидрофобных омпонентов (н-гексвденан, Оенэол, разныэ тнш не®та, кергштл) присутствие неочшнпшж препаратов характеризует ¡пгпко-хкшче ские свойства бноэмульгаторов а позволяо*? относта ;ьгаш.э веаества к классу ПАВ биологического происхождения=

Изучали шипнкв нзочещэшшх препаратов - на степень ¡грегации клеток ш иммобилизация сзолочаошояа бактерий jaotobaoilius iaotis на пенополиуретане и "Вши"» Результата юследоввний показали, что свободнее а рэстворв бноПАВ оказывают ^езагрегируициЁ эффект (табл.2).

Таблица 2

Поверхностно-активные свойства 1%-х растворов биосурфактантов

Продуцент биосурфактанта

Тест-культуры

Степень агрегации,%

исход.

контр.

опыт

Степень сшшения о, %

Р.а1оа11езпеа Р.а1оа11еепев 29,5 23„Б 1,5 41,7 О.кгиао! С.Юг-иле! 99,3 77,4 49,4 33,4

94,9 84,Б 76,4 32,9

Предварительная обработка инертных носителей препаратом Р.а1оа11§еаоБ способствовала увеличению сорбции бактерий, выхода ыолочной кислоты, уменьшении десорбции и времени установления сорбцкошого равновесия (табл.3).

Таблица 3

Значения удельной сорбции (а), степени десорбции (Д%), времени установлении сорбционного равновесия (-Ср) и выхода молочной кислота для клоток ь. 1ао41о при иммобилизации на синтетических носителях

Носитель а,кл/г ДД Тр.мин. Выход мол. к-ты, %

Пенополиуретан 5.Ш109 25,0 16,0 3,50

Модифицированный пенополи-уротан 2,00хЮ10 6,0 6.0 4,47

"Вий" 6,67x1О9 20,0 21,0 3,31

Кодафщирован-ныэ "Вии" 2,22хЮ10 4,0 8,0 3,59

Эти данные указывают на участие в адгезии клоток ЬЛаоиа связанных с носителем молекул биоПАВ, которые выступает в качестве рецепторной подлога«!.

При реализация адгезивных свойств микробной клетки ¡йствуют физико-химические л бяалоппесгшв тханагки •регаютл. Три фактора, выявленных в нагих экспериментах, -рпют определенную роль в агрегсцзга нсследуошх жрооргашзмса - гидрофобные взаимодействия¡, бяоПАВ и жтпноподобные структуры клеточной поверхности. В ;*рогатообразованш каздой культура характерно особое сочотанзгэ па факторов. Установлено, что агрегация бактерий .аХоаН^епев и А.аоеП связано с синтезом ЕПДВ (илскуллт I) и зктиноподобных структур (пнокулят 2). Для дрожей Н.д1иг1п1о рккрештяяаая способность обусловлена капсулярннм материалом и ПАВ. Влияние гидрофобных компонентов я лскпшоподобнзгх груктур внешнего фосфоманнанового слоя определяет агроготавнсз эстояние дрогшей с.&гиве1. Вероятно, такое сочетание факторов бесгатавает взаимодействие физических л биологаческпх ехенизмов агрегация» з основе которая лопат* соответствэнпо, дсорбцнонные я адгезкоишэ процесса.

На основании предложенной система изучения агрегации :игл определены некоторые фшолого-биохимячоскио акономерности этого явления для бактерий Р.а1са11зепсз, .аоеи и дрсажей II. 81иИп1а, С.кгиза1: I) агрэгптивпнэ войства изменя>отся по фазам роста; 2) агрегатообразоваяпо проделяется Еозрастом и спэилфзсой кнокулята, составом срэдц и оотноиением с/н; 3) агрегация связана с синтезом метаболитов, бладощих 8мульгирувдва и (ила) лектккозой шяквностыэ; 4) силенное образование агрегатов коблэдаотся з период роста лаг-фаза) а выглванля (поздняя стадия стацпокарпой фазы).

заводы

1. На Лрнмзре баитврий гЛса11£епео, А. яоа$1 И фоякей с. кгшзе!, н. з1иЬ1п!з разработана система изучения естественного вгрегатообразовагаот одноклеточная про- л »укартгот, вюшчащяя иоделкрованко условий роста (специ&ш н юзраст инокулята, состав среда).

2. Показатели гялрсфобпости '¿глоточной поверхности, эмульгнруицей и лекттаювой активности культураяъяой еэтдкости галягатся параметрами агрегации исследовешэк рлпкросрганизмоп л изменяются по фазам роста.

3. При высокой степени агрегации на поверхности клеток и з среде культивирования присутствуют биомолекулы, ответственные за агрегативше свойства изученных микроорганизмов. Эти

биомолекулы обладают лектиновой и (илн) эыульгнрупце активностью.

4. Впервые описано явление "гипергидрофобности микробных клеток о

5» Показано„ что в определенных условиях культура р aloaligenea» О. kruseic. R. glutinie продуцирую поверхностно-активные вещества,, способствующие ил препятствующие едгезш в зависимости от характер взаимодействующих поверхностей. Культуры запатентованы ка; продуценты новых поверхностно-активных, веществ.

МАТЕРИАЛЫ ДИССЕРТАЦИИ ОПУБЛИКОВАНЫ В (ЖДУЩИХ РАБОТАХ:

1. Ким О.Г.0 Исабаева С.М.,, Кужагалиеве А.Б. Изучен» агрегативных свойств дрогасей рода Candida //Тез. биол. калвуз конф. молодых ученых. - Алма-Ата» 1Э91. - С.28.

2. Манасбаева А.Б.„ Исабаева С.М.» Илялетдинов А.Н. Изучен» стабильности пщрофильно-гидрофобных свойств клеточно! поверхности микроорганизмов // В кн.: Биотехнология и биофизик; микробных популяций. Тез. докл. - Алма-Ата. - 1991. - 0.110.

3. Man&etaeva А.В.„ Isabaeva S.M.» Vologodskaya L.T. Studies о: the peculiarities .of microorganism aggregation // Xth Int Conf."Surface Foroaa"« -Mosoow, 1992. -P.95.

4. Манасбаева А.Б.» Исабаева С.Ы.» Илялетдинов А.Н.» Ким О.Г Изучение агрегирования дрожжей Candida krusei // Микробиология. - 1993. - Внп.З. - Т. 62. - С.539-547.

5. Манасбаева А.Б.» Исабеева О.М.» Илялетдинов А.Н, Естественная агрегация дрожжей Rhodetorula glutlnii таг.glutinie //Известия ЙАН РК» сер. биол. - 1993 - Кб. -0.52-60.

6. Манасбаева А.Б.» Исабаева С.У.» Илялотдинов А.Н. Изучение естественной агрегации бактерий Peeudomonae а1оа11£епев//Доклады HAH РК„ сер. биол. - 1994. - JH. -С.49-57.

7. Манасбаева А.Б., Исабаева С.М. Продуцент внеклеточного поверхностно-активного вещества. Положительное решение не выдачу патента по заявке Я 93I9I4.I от 23.11.93.

8. Манасбаева А.Б.» Исабаева С.М. Продуцент внеклеточного эмульгатора. Положительное решение на выдачу патента по заявке Л 93I9I5.I ОТ 23.11.9з1

9. Манасбаева А.Б.» Исабаева О.Ы., Богоявленская Т.В. Продуцент внеклеточного поверхностно-гактивного вещества. Положительное решение на выдачу патента да заявке JS 93I9I6.I от 23.11.93.

TVBUPUH Нсавааяа Сеуле Муцаа^ыэы 'Вактаряялар аая* ааытцилар аграгациноыяыч иякробяолошялм^ факторлария ээрттву"*

Алгааци pa* Psaudononaa aloal|«аааа, Acetobaetar acatl Пвктяряялари мен Rhodotorula erlutlnls war. slutlnla, Candida Kru*«l «пмтцылврнямц миняралди орта втояолдэ езконяв аграгацмялау яаяанякасм яорттвлгвя. 01р «лвткалы про- пан® •гкарпоттар rata агрвготтар ту»тл1ц vnoao етратегнялари ачм^талгам. Нод«лд»у ввгяайипяв гврттолгоп Оарлыц

ипкрооргаяяамдарге ортац бяоПАО ояятаада? цасявт1 ваЯцалады. P.aloa]lvanaa, A.acati ваяо C.Kruaol агрвгпциясн клвгка б«1ка*1яяа яактяяга и^сво струк-t урадпрдыц пайдв вояумиа ОаАлаямсти. Аягаанн рвт в?л мякраорганкандардич куль»)грвяяи о» Йиктмгняыц ЛЯКТЯЯЛ1 окт!1ят1г1 аництаягая. Зарттвягяя dip клетками про- чоп» вукармлtop ?я1п, 3?гаи " aofiln вдавя П>рант*рл« бялгю|а клетка eatcafilnlq "ряпвргояровоатылы^" eoapl яаляляамгбп.

Зиаятлгу leabaeva EJulumiievna

"Study of mi orobiologisal fftotoi-o oi bacterial and yeaat c-ggregat 1опИ

The dynamics of aggregation oi bacteria Рвеийоаюпао nloallRenea, Aoetobaoter aootl tnd yeaote Rhodotoitila gluttnlo var. glutinio, Candida tamsei grown 02s ethanol In DjnUietio medium was studied for the firot time. Similar strategies- of aggregate formation were found In unicellular pro- and euoaryotee. A property coasson for all ю1огоог<$ш1втв studied to eynthesize biosurfaotante was displayed under tha conditions of modelling. Aggrigation of P.alcaligenee, A.aoeii and O.knusei wao oonneoted with formation of leotinllke atruoturea of the oellular surface. ®ie leotin activity oi oulture liquid was found in these mioroorganlsma io? the fir«t time. Иге "hyperhydrophobioity" effeot oi the oellular surfaoe not described before in literature was eatablished in unicellular