6. Леонова И.С. Накопление ергостерина клетками пивных дрожжей Saccharomyces cerevisiae при различных температурных режимах культивирования // VII Міжнародна науково-практична конфереція “Наука і освіта`2004”. Дніпропетровськ, 10-25 лютого 2004. Матеріали конференції. - Дніпропетровськ, 2004. - Т.56. - С.23 - 24.

7. Леонова И.С., Божков А.И. Изменение некоторых морфофункциональних характеристик в процессе длительного культивирования пивных дрожжей Saccharomyces cerevisiae // VI Международный симпозиум “Биологические механизмы старения”. Харьков, 26-29 мая 2004. Материалы симпозиума. - Харьков, 2004. - С. 80.

АНОТАЦІЯ

Леонова І.С. Механізми накопичення ергостерину в клітинах Saccharomyces cerevisiae в залежності від умов культивування. - Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата біологічних наук за спеціальністю 03.00.04. - біохімія. - Харківський національний університет імені В.Н. Каразіна, Харків, 2004.

Дисертація присвячена вивченню вторинного метаболізму на прикладі накопичення ергостерину в клітинах дріжджів Saccharomyces cerevisiae. Встановлено, що накопичення ергостерину в клітинах дріжджів залежить від популяційного віку культури, концентрації джерела вуглецю і терміну його внесення до культурального середовища. Виявлено адитивний механізм накопичення ергостерину при сумісній дії етилового спирту та іонів кальцію. Проаналізовано метод руйнування клітин дріжджів екзогенними ферментами міцеліального гриба Chaetomium globossum і залежність ступеня руйнування клітин від віку культури. Проведено порівняння ефективності гідролітичного і автолітичного руйнування клітин та їх комбінованого впливу. Накопичення ергостерину розібрано як механізм адаптації клітин до дії стрес-факторів. Виявлено, що протягом перших годин інкубації клітин дріжджів з комплексами екзогенних ферментів Chaetomium globossum відбувалося збільшення накопичення ергостерину в клітинах, що свідчить про адаптивний механізм накопичення ергостерину. Збільшення терміну інкубації подальшого зростання накопичення ергостерину не викликало.

Ключові слова: дріжджі Saccharomyces cerevisiae, ергостерин, інтенсивність дихання, етиловий спирт, іони кальцію, міцеліальний гриб Chaetomium globossum Kunze.

Леонова И.С. Механизмы накопления эргостерина в клетках Saccharomyces cerevisiae в зависимости от условий культивирования. - Рукопись.

Диссертация на соискание ученой степени кандидата биологических наук по специальности 03.00.04. - биохимия. - Харьковский национальный университет имени В.Н. Каразина, Харьков, 2004.

Диссертация посвящена изучению вторичного метаболизма на примере накопления эргостерина в культуре дрожжей Saccharomyces cerevisiae. Установлено, что накопление эргостерина в клетках дрожжей зависит от популяционного возраста культуры клеток, концентрации источника углерода и времени его внесения в среду. По мере увеличения популяционного возраста культуры дрожжей наблюдалось снижение содержания эргостерина в клетках, уменьшение диаметра клеток и их общего числа в культуре, увеличение количества мертвых клеток и снижение устойчивости клеток к термическому и осмотическому шоку. Обнаружено, что для накопления эргостерина оптимальной концентрацией пивного сусла в среде культивирования было 25% - 35% или 1% глюкоза и 25% сусло. Дальнейшее увеличение концентрации источников углерода в среде приводило к ингибированию дыхания и снижению накопления эргостерина в клетках, а также снижению устойчивости клеток дрожжей к тепловому и осмотическому шоку. Содержание эргостерина в клетках дрожжей зависела от не только от концентрации этилового спирта, но и от времени его внесения в культуральную среду: внесение 0,3%-го этилового спирта в первые сутки роста приводило к увеличению накопления эргостерина в клетках к середине стационарной фазы роста культуры. Внесение той же концентрации этилового спирта в стационарной фазе роста культуры не приводило к увеличению накопления эргостерина в клетках дрожжей. Максимальное накопление эргостерина клетками дрожжей отмечалось при концентрации этилового спирта в среде 2,1% - 2,4%, однако количество мертвых клеток при этом значительно возрастало. Было установлено, что ионы кальция в концентрации 0,5 мг/мл индуцировали накопление эргостерина в клетках дрожжей. Был выявлен аддитивный эффект накопления эргостерина при совместном внесении этилового спирта и ионов кальция в культуральную среду в концентрации 0,5 мг/мл и 1,0% соответственно, что свидетельствует о действии данных индукторов на разных этапах стеринообразования. Повышение температуры культивирования до 35°С сопровождалось снижением накопления эргостерина в клетках по сравнению с 25°С и 30°С. Обнаружено, что индукция стеринообразования ионами кальция зависела от температуры культивирования. Подбор оптимальных условий культивирования дрожжей позволил добиться увеличения содержания эргостерина в клетках дрожжей в 1,5-1,7 раза по сравнению с контролем. Был проанализирован метод гидролитического разрушения клеток дрожжей экзогенными ферментами мицелиального гриба Chaetomium globossum Kunze. Зависимости степени разрушения клеток дрожжей экзогенными ферментами Chaetomium globossum от возраста культуры обнаружено не было. Проведено сравнение эффективности гидролитического и автолитического разрушения клеток и комбинированного воздействия автолиза и гидролиза. Было обнаружено, сто предварительный автолиз при температуре 37°С и 50°С в течение 4-х и 8-и часов не увеличивал степень гидролитического разрушения клеток дрожжей. Состав и их Гидролитическая активность экзогенных ферментов относительно клеточных стенок дрожжей и, возможно, их состав в значительной степени зависели от среды культивирования грибов. Наибольшей гидролитической активностью обладал комплекс ферментов гриба, выросшего на среде Гетчинсона с 0,5% сухих дрожжей. Накопление эргостерина было рассмотрено как механизм адаптации клеток к действию стресс-фактора. Было обнаружено, что в течение первых часов инкубации культуры дрожжей с комплексами экзогенных гидролитических ферментов Chaetomium globossum, росшего на различных средах, происходило увеличение накопление эргостерина в клетках дрожжей, что может свидетельствовать о возможном адаптивном механизме накопления эргостерина в клетках. При увеличении продолжительности инкубации клеток дрожжей с ферментными комплексами Chaetomium globossum до 12 и 24 часов дальнейшего увеличения накопления эргостерина в клетках дрожжей не происходило, при этом количество разрушенных и мертвых клеток резко увеличивалось. Прирост эргостерина наблюдался при инкубации дрожжей с теми комплексами экзогенных ферментов, которые приводили к максимальному гидролизу клеток, то есть при росте Chaetomium globossum на среде Гетчинсона с 0,5% сухих дрожжей и на среде с 20% отваром ржи. Возможно, гидролитические экзоферментные комплексы мицелиального гриба Chaetomium globossum Kunze, обладающие наибольшей гидролитической активностью по отношению к клеточной стенке дрожжей являться более токсичными для клетки и тем самым активируют в ней синтез эргостерина как адаптивный ответ клетки на воздействие неблагоприятных факторов.

Ключевые слова: пивные дрожжи Saccharomyces cerevisiae, эргостерин, интенсивность дыхания, этиловый спирт, ионы кальция, мицелиальный гриб Chaetomium globossum Kunze.

Leonova I. S. Mechanisms of ergosterol accumulation by Saccharomyces cerevisiae depending on the conditions of growth. - Manuscript.

The thesis for obtaining the degree of candidate of biological sience, speciality 03.00.04. - biochemistry. - V.N. Karazin Kharkov National University - Kharkov. - 2004.