Регуляція С2-метаболізму у Acinetobacter sp. B-7005 – продуцента екзополісахариду етаполану
Поняття та сутність метаболізму етанолу у продуцента етаполану. Можливі сайти метаболічного лімітування, розробка підходів до їхнього усунення. Характеристика хімічного складу, молекулярної маси метаболізму, реологічні властивості розчинів етаполану.
| Рубрика | Биология и естествознание |
| Вид | автореферат |
| Язык | украинский |
| Дата добавления | 30.07.2014 |
| Размер файла | 57,3 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
12. Кузьминская Ю.В.*, Пирог Т.П. Центральный метаболизм штамма Acinetobacter sp - продуцента экзополисахарида этаполана // 7-я Пущинская школа-конференция молодых ученых (14-18 апреля 2003 г.), Пущино, 2003. - С. 112.
13. Рибальченко Г.Ю., Пирог Т.П., Кузьмінська Ю.В.* Особливості С2-метаболізму продуцента мікробного екзополісахариду етаполану // 69-а наукова конф. молодих вчених, аспірантів і студентів НУХТ (22-24 квітня 2003 р.), Київ, НУХТ, 2003 . - С. 72.
14. Пирог Т.П., Кузьминская Ю.В.* Особенности метаболизма Acinetobacter sp. - продуцента экзополисахарида этаполана при выращивании на С2-субстратах // 2-й Международный конгресс “Биотехнология - состояние и перспективы развития” (Москва, 10-14 ноября 2003 г.). М.: ЗАО “ПИК “Максима”, РХТУ им. Д.И.Менделеева, 2003. С. 57
15. Корж Ю.В., Пирог Т.П. Регуляция синтеза ацетил-КоА-синтетазы у штамма Acinetobacter sp. // 8-я Пущинская школа-конференция молодых ученых (17-21 мая 2004 г.), Пущино, 2004. - С. 57.
16. Пирог Т.П., Корж Ю.В. Биохимические аспекты синтеза микробного экзополисахарида этаполана на С2-субстратах // Межд. конф. “Современное состояние и перспективы развития микробиологии и биотехнологии” (Минск, 26-28 мая 2004). - С.94-96.
17. Рибальченко Г.Ю., Пирог Т.П., Корж Ю.В. Вплив умов культивування на фізико-хімічні властивості екзополісахариду етаполану // 70-а наукова конф. молодих вчених, аспірантів і студентів НУХТ (20-21 квітня 2004 р.), Київ, НУХТ, 2003 . - С. 65.
18. Корж Ю.В., Пирог Т.П. Регуляція С2-метаболізму у Аcinetobacter sp. В-7005 - продуцента екзополісахариду етаполану // Х з'їзд Товариства мікробіологів України (Одеса, 15-17 вересня 2004). - Одеса: Астропринт. - 2004. - С. 59.
19. Пирог Т.П., Корж Ю.В. Регуляція С2-метаболізму продуцента мікробного екзополісахариду етаполану // II Всеукраїнська наук.-практ. конф. “Біотехнологія. Освіта. Наука” (Львів, 6-8 жовтня 2004). - С. 64.
* - прізвище Кузьмінська змінено на Корж.
АНОТАЦІЯ
Корж Ю.В. Регуляція С2-метаболізму у Аcinetobacter sp. В-7005 - продуцента мікробного екзополісахариду етаполану. - Рукопис.
Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата біологічних наук за спеціальністю 03.00.07 - мікробіологія. Інститут мікробіології і вірусології ім. Д.К. Заболотного НАН України, Київ, 2005.
Дисертаційна робота присвячена дослідженню основних етапів асиміляції С2-сполук у Аcinetobacter sp. В-7005, виявленню „вузьких” місць С2-метаболізму і розробці підходів до їхнього усунення з метою вдосконалення процесу одержання мікробного екзополісахариду етаполану.
У клітинах штаму Acinetobacter sp. В-7005, вирощеного на етанолі, визначено активність ключових ферментів С2-метаболізму, циклу трикарбонових кислот, а також анаплеротичних і деяких біосинтетичних шляхів.
Показано, що „вузьким” місцем метаболізму етанолу у Acinetobacter sp. В-7005 є асиміляція ацетату: реакція, що каталізується ацетил-КоА-синтетазою є швидкість-лімітувальною. Встановлено, що інгібіторами ацетил-КоА-синтетази є іони натрію, НАДН і НАДФН, а активаторами - катіони калію й магнію. Показано можливість усунення лімітування С2-метаболізму у Acinetobacter sp. В-7005 при внесенні в середовище з етанолом екзогенного ацетату. На основі досліджень регуляції С2-метаболізму встановлено умови культивування бактерій, що дають змогу підвищити в 3 рази активність ацетил-КоА-синтетази.
За таких умов синтезується високоацильований етаполан зі ступенем ацилювання 3 - 15%. Середня молекулярна маса полісахариду становить 1,5 млн і не змінюється в процесі виділення й очистки препарату. Підвищений вміст жирних кислот і висока молекулярна маса етаполану зумовлюють покращення реологічних властивостей його розчинів, що визначають практичну значущість цього ЕПС.
Ключові слова: метаболізм етанолу, регуляція С2-метаболізму, ацетил-КоА-синтетаза, екзополісахариди, біосинтез, фізико-хімічні властивості.
Корж Ю.В. Регуляция С2-метаболизма у Аcinetobacter sp. В-7005 - продуцента микробного экзополисахарида этаполана. - Рукопись.
Диссертация на соискание научной степени кандидата биологических наук по специальности 03.00.07 - микробиология. - Институт микробиологии и вирусологии им.Д.К.Заболотного НАН Украины, Киев, 2005.
Диссертация посвящена изучению основных этапов ассимиляции С2-соединений у Acinetobacter sp. В-7005, выявлению узких мест С2-метаболизма и разработке подходов к их устранению с целью усовершенствования процесса получения микробного полисахарида этаполана. метаболізм етанол етаполан розчин
Установлено, что окисление этанола до ацетальдегида у бактерий осуществляется НАД+-зависимой алкогольдегидрогеназой с оптимумом рН 9,0. Акцепторами электронов в ацетальдегиддегидрогеназной реакции являются НАД+ и НАДФ+, оптимум рН 9,0 . Вовлечение ацетата в метаболизм у Acinetobacter sp. В-7005 происходит при участии ацетил-КоА-синтетазы, которая акцептирует коензим А с образованием ацетил-КоА. Анаплеротической последовательностью реакций, которые восполняют пул С4-дикарбонових кислот в клетках штамма, является глиоксилатный цикл, о чем свидетельствует наличие у бактерий изоцитратлиазы и малатсинтазы. Несмотря на наличие глиоксилатного цикла у Acinetobacter sp. В-7005 функционирует полный цикл трикарбонових кислот, который выполняет преимущественно биосинтетическую роль. При росте бактерий на этаноле образование пирувата происходит в оксалоацетатдекарбоксилазной реакции, а синтез фосфоенолпирувата (ФЕП) обеспечивается двумя ключевыми ферментами глюконеогенеза - ФЕП-карбоксикиназой и ФЕП-синтетазой, соотношение которых изменяется при переходе бактерий из экспоненциальной в стационарную фазу роста.
Показано, что „узким" местом метаболизма этанола у Acinetobacter sp. В-7005 является ассимиляция ацетата, о чем свидетельствовало ингибироваие окисления ацетата интактными клетками и активности ацетил-КоА-синтетазы в бесклеточном экстракте ионами натрия, а также лимитирование С2-метаболизма коензимом А. Установлено, что ингибиторами ацетил-КоА-синтетазы являются ионы натрия, а также интермедиаты окисления этанола и ацетальдегида - НАДН и НАДФН. Активаторами фермента являются катионы калия и магния. Снижение нчальной концентрации этанола в среде с 1,0 до 0,5 % (с последующим внесением 0,5 % этанола в середине экспоненциальной фазы роста бактерий), отсутствие соединений натрия в среде культивирования и наличие 100 мМ К+ дало возможность обеспечить практически одинаковую скорость окисления этанола, ацетальдегида и ацетата в интактных клетках бактерий, в три раза повысить активность ацетил-КоА-синтетазы в бесклеточном экстракте и реализовать биосинтез этаполана на практически незабуференной среде. Получение аналогичного результата при начальной концентрации этанола 1,0 % обеспечивалось повышением содержания витамина В5 в среде до 0,0012 % и концентрации Mg2+ до 5 мМ (при условии отсутствия солей натрия и наличии 100 мМ К+ в среде культивирования).
Показана возможность устранения лимитирования С2-метаболизма у Acinetobacter sp. В-7005 при внесении в среду с этанолом 0,1 % экзогенного ацетата при получении инокулята и биосинтезе ЭПС, что дало возможность осуществить без снижения показателей процесс синтеза этаполана на незабуференной среде, в которой общее количество солей снижено до 2,95 г/л.
В таких условиях синтезируется высокоацилированный этаполан со степенью ацилирования 3 - 15 %. Средняя молекулярная масса полисахарида составляет 1,5 млн и не изменяется в процессе выделения и очистки препарата. Повышенное содержание жирных кислот и высокая молекулярная масса этаполана обуславливают увеличение вязкости его растворов в присутствии одновалентных катионов и в системе Cu2+-глицин.
Установлено, что независимо от условий культивирования продуцента (содержание минеральных компонентов, соотношение С/N и молярность буфера в среде), нативные ЭПС характеризовались практически одинаковым содержанием углеводов и пировиноградной кислоты, однако отличались по количеству уроновых и жирных кислот, минеральных компонентов, а также содержанием ацилированного компонента.
Таким образом, на основании исследований особенностей энергетического и конструктивного метаболизма у штамма Acinetobacter sp. В-7005 и В-7005 (1НГ) определены механизмы регуляции С2-метаболизма, что позволило разработать новый способ получения этаполана на незабуференной среде минимального состава. Этаполан, синтезованный в таких условиях, характеризовался необходимыми для практического использования реологическими свойствами.
Ключевые слова: метаболизм этанола, регуляция С2-метаболизма, ацетил-КоА-синтетаза, экзополисахариды, биосинтез, физико-химические свойства.
Korzh J.V. Regulation of C2-metabolism in an Аcinetobacter sp. В-7005 - producer of microbial exopolysaccharide ethapolan. - Manuscript.
Thesis for a candidate's degree by speciality 03.00.07 - microbiology. - The Institute of Microbiology and Virology of National Academy of Sciense of Ukraine, Kiev, 2005.
The thesis is devoted to study of the basic stages of С2-compounds assimilation in Аcinetobacter sp. В-7005, to reveal „bottleneck” of С2-metabolism and to develop of approaches to their removal to improve process of microbial exopolysaccharide (EPS) ethapolan synthesis.
The ethanol-grown cells of Acinetobacter sp. В-7005 were analyzed for the activity of С2-metabolism key enzymes, tricarboxylic acids cycle, anaplerotic and some biosynthetic pathways enzymes.
Ethanol metabolism in Acinetobacter sp. В-7005 is limited by the rate of acetate assimilation in a reaction catalyzed by acetyl-CoA-synthetase, was shown. Effects of ions (sodium, potassium and magnesium), intermediates of ethanol and acetaldehyde oxidation (NADH and NADPH) on this enzyme were studied (sodium, NADH and NADPH inhibited acetyl-CoA-synthetase; potassium and magnesium acted enzyme activators). The exogenic acetate addition into ethanol containing medium abolished limitation of С2-metabolism in Acinetobacter sp. В-7005.
Basing on the investigations of С2-metabolism regulation the cultivation conditions were developed which allowed to increase the acetyl-CoA-synthetase activity in Acinetobacter sp. В-7005.
Ethapolan synthesized under these conditions was characterized by high level of acylation (3 - 15%). Molecular mass of this polysaccharide was 1,5 million and was not changed during purification. Improved reological properties of ethapolan were associated with high molecular mass and increasing fatty acids content.
Key words: metabolism of ethanol, regulation of С2-metabolism, acetyl-CoA-synthetase, exopolysaccharides, biosynthesis, physical and chemical properties.
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Сальні та потові залози, їх будова та функції. Епіфіз, його роль у птахів і ссавців як нейроендокринного перетворювача. Зв'язок епіфізу з порушеннями у людини добового ритму організму. Регуляція біологічних ритмів, ендокринних функцій та метаболізму.
контрольная работа [18,3 K], добавлен 12.07.2010Ідентифікація лимонної кислоти в якості продукту метаболізму цвільових грибів. Реалізація синтезу лимонної кислоти у мікроорганізмів. Варіанти синтезу в виробництві кислоти (незмінний, незмінний із доливами, метод плівок). Характеристика умов ферментації.
контрольная работа [23,3 K], добавлен 12.03.2016Поняття і рівні регуляції експресії генів. Їх склад і будова, механізм формування і трансформування. Транскрипційний рівень регуляції. Приклад індукції і репресії. Регуляція експресії генів прокаріот, будова оперону. Огляд цього процесу у еукаріот.
презентация [1,7 M], добавлен 28.12.2013Управління обміном вуглеводів. Математичний аналіз системи регуляції рівня кальцію в плазмі. Основна модель регуляції обміну заліза у клітинах. Управління обміном білків, жирів і неорганічних речовин. Баланс тепла в організмі. Регуляція температури тіла.
реферат [25,9 K], добавлен 09.10.2010Основні етапи процесу дихання. Будова органів дихання, їх функціональні фізіологічні особливості в дітей. Газообмін у легенях та тканинах. Дихальні рухи, вентиляція легенів та їх життєва й загальна ємність. Нервова і гуморальна регуляція дихальних рухів.
реферат [946,3 K], добавлен 28.02.2012Відкриття і інтепретація генетичного коду, його функції в білковому синтезі. Відкрита рамка зчитування. Міри розширення кола об’єктів молекулярної генетики. Закономірності організації генетичного коду, його властивості. Мутації, пов'язані з кодом.
лекция [5,8 M], добавлен 28.12.2013Зміст, основні завдання та досягнення сучасної біології як навчальної дисципліни. Ознайомлення із поняттями регенерації, подразливості та розмноження. Вивчення хімічного складу живих організмів та особливостей молекулярного рівня їх організації.
учебное пособие [2,4 M], добавлен 26.01.2011Класифікація антигенів, поняття антигенності, імуногенності. Роботи по антигенній структурі глобулярних білків. Послідовні та переривчасті антигенні детермінанти, їх властивості. Блокування зв'язування специфічних антитіл із білком в природному епітопі.
реферат [23,6 K], добавлен 14.09.2010Відкриття та дослідження молекули інсуліну, її хімічна будова. Біосинтез інсуліну, регуляція його секреції, функції та перетворення в організмі, властивості та біологічна дія. Методи визначення інсуліну, його застосування для виготовлення препаратів.
реферат [2,7 M], добавлен 09.01.2010Вода як елемент глобальної екосистеми, її головні задачі та функції в природі. Принципи та значення охорони гідросфери. Умови формування хімічного складу води, головні фактори природного та антропогенного характеру, що впливають на даний процес.
контрольная работа [33,4 K], добавлен 17.05.2019Основні відмінності живих систем від неживих. Вивчення характерних рис процесів у живій природі: єдність хімічного складу, обмін речовин, самовідтворення (репродукція), спадковість та мінливість, ріст і розвиток, дискретність, ритмічність, гомеостаз.
реферат [20,9 K], добавлен 11.11.2010Природно-екологічні умови Березнівського району. Біологічні особливості видового складу тварин - гідробіонтів річки Случ. Облік водної ентомофауни. Кількісна оцінка видового складу тварин літоралі р. Случ. Методика дослідження тварин літоралі р. Случ.
дипломная работа [6,6 M], добавлен 29.11.2011Загальна характеристика класу Земноводних: поняття, біологічна класифікація, особливі властивості, принципи розповсюдження та кліматичні умови. Класифікація та різноманітність амфібій. Оцінка ролі та значення представників Земноводних в природі.
реферат [28,1 K], добавлен 27.05.2013Географічно-кліматичні особливості селища Козелець. Характеристика та застосування видового складу придорожньої рослинності околиць регіону - деревовидної та трав'яної флори. Розгляд структури фітоценозу, його основних ознак та флористичного складу.
курсовая работа [8,2 M], добавлен 21.09.2010Поняття та відмінні особливості біосфери, чисельність різних груп організмів в ній. Структура і розподіл життя у біосфері, три групи життєзабезпечуючих факторів. Геохімічна робота живої речовини та її властивості. Функції живої речовини в біосфері.
реферат [452,7 K], добавлен 22.11.2010Визначення поняття, структури, основних властивостей та функцій дезоксирибонуклеїнової кислоти, ознайомлення з історією її відкриття. Поняття генетичного коду. Розшифровка генетичного коду людини як найбільше відкриття біогенетиків кінця ХХ століття.
реферат [36,3 K], добавлен 19.06.2015Особливості біології, морфологія, хімічний склад, репродукція вірусів. Поняття про бактеріофагів, їх характеристика. Антигенні властивості фагів, особливості, специфіка їх взаємодії з бактеріями. Культивування, практичне значення вірусів та бактеріофагів.
курсовая работа [3,3 M], добавлен 21.09.2010Методика збору та обліку комах. Описання анатомо-морфологічних особливостей та огляд видового складу комах-шкідників Березнівського району. Характеристика фенології розвитку шкідників лісових біоценозів та розробка заходів зі зниження їх чисельності.
дипломная работа [4,9 M], добавлен 19.10.2011Поняття ендорфіни, загальна характеристика. Ендорфінна система організму. Система ендогенних опіатів. Регулювання збудження і гальмування. Будова ендорфінів, їх основні функції. Порушення синтезу ендорфінів. Еволюційне значення гормонів щастя.
реферат [29,7 K], добавлен 14.06.2016Аналіз видового складу фітопланктону. Характеристика каскаду Горіхувастих ставків. Визначення обсягу ставка. Особливості складу фітопланктону каскадів Горіхувастих ставків. Визначення первинної продукції фітопланктону і деструкції органічних речовин.
дипломная работа [1,5 M], добавлен 24.01.2013
