BioScience Blog – Научный Биологический блог

В настоящее время бактерии рода Rhodococcus
привлекают всё больше внимание, что обусловлено возможностями их широкого практического использования. Они играют важную роль в процессах почвообразования, в обогащении биоценозов витаминами и другими физиологически активными соединениями [1], очистке окружающей среды от загрязнений и повышении нефтеотдачи [2-4]. Свойства этих бактерий в значительной степени связаны с особенностями строения их клеточной оболочки, содержащей липиды, которые играют важную роль в адаптации микроорганизмов к неблагоприятным факторам. Однако исследованию липидов у использующих углеводороды бактерий до недавнего времени уделялось незначительное внимание.

Цель данной работы — изучение влияния рН среды ьтивированиякул и содержания в ней ионов железа на образование липидов клетками Rhodococcus erythropolis
ВКМ Ас-858 Т.

Культивирование микроорганизма проводили на модифицированной среде Таусона. В качестве источника углерода вносили 1 об. % дизельного топлива.

Изучение влияния начального значения рН питательной среды на биосинтез биомассы и липидов алканотрофными бактериями R. erythropolis показало, что во всех вариантах опыта при ыхразн значениях рН прирост биомассы наблюдался до четвертых суток роста, затем происходило снижение содержания биомассы. Наибольшее количество биомассы (до 6 г/л) накапливалось при начальном рН 7,0. Максимальное накопление экзогликолипидов и общих липидов также наблюдалось при рН 7,0 к шестым суткам в фазу стационарного роста. Концентрация гликолипидов в культуральной жидкости составила 0,73 г/лщих, а об клеточных липидов — 16,3% от биомассы. Смещение рН в кислую и щелочную сторону снижало как скорость роста, так и выход экзогликолипидов, что обусловлено как прямым, так и косвенным действием ионов водорода на клетку. Таким образом, оптимальной для роста и синтеза липидов R. erythropolis является

среда с начальным значением рН 7,0. При этом оимеет мест увеличение содержания как общих липидов в клетках, так и экзогликолипидов, что вызывает изменение гидрофобных свойств клеток и способствует более активному использованию из окружающей среды гидрофобного субстрата.

Из литературы известно, что у многих микроорганизмов окисление углеводородов происходит под действием трехкомпонентного алкангидроксилазного ферментного комплекса, состоящего из мембраносвязанной алканмонооксигеназы и двух растворимых белков — рубредоксина-железопротеида и рубредоксинредуктазы. Отмечается, что синтез алкангидроксилазы у Pseudomonas oleovorans
осуществляется при наличии достаточного количества ионов железа в среде культивирования [5]. Поэтому для выяснения влияния ионов железа на рост R. erythropolis и накопление общих клеточных липидов и экзогликолипидов нами было проведено исследование влияния солей Fe2+ (FeSO4Ч7H2O) и Fe3+ (FeСl3Ч6H2O). Проведенные исследования показали, что добавление в среду 2-4 мг/л ионов Fe2+ и Fe3+ оказывало положительное влияние на рост и липидсинтезирующую активность культуры. Дальнейшее повышение содержания в среде Fe2+ и Fe3+ незначительно снижало липидсинтезирующую активность культуры. Максимальное образование биомассы наблюдалось в вариантах с 4 мг/л Fe2+. Наибольшее накопление общих клеточных липидов также отмечалось при культивировании на среде с оптимальной для роста концентрацией ионов Fe2+.

Таким образом, как и у других изученных ранее бактерий Bacillus subtilis и Pseudomonas sp. [6], образующих биосурфактанты, у изученного нами штамма соли железа стимулируют как синтез экзогликолипидов, так и образование общих клеточных липидов. Внесение в среду ионов Fe2+ в концентрации 4 мг/л сопровождается увеличением скорости роста и синтеза экзогликолипидов.

Литература

1.                              Нестеренко О.А. и др. Нокардиоподобные и коринеподобные бактерии. – Киев.: Наукова думка, 1985. – 336 с.

2.                                            Плешакова  Е.В.   и   др.   Приемы   стимуляции   аборигенной нефтеокисляющей микрофлоры // Биотехнология. — 2005. — №1. — С. 42-50.

3.                      Jung I.G., Park C.H. Characteristics of Rhodococcus
pyridinovorans PYJ-1 for the biodegradation of benzene, toluene, m-xylene (BTX), and their mixtures // J. Biosci. Bioeng. – 2004. – V.97, № 6. – P. 429-431.

4.                     Van Hamme J.D., Ward O.P. Physical and metabolic interactions of Pseudomonas
sp. strain JA5-B45 and Rhodococcus sp. strain F9-D79 during growth on crude oil and effect of a chemical surfactant on them // Appl. Environ. Microbiol. – 2001. – V. 67, № 10. – P. 4874-4879.

5.              Пирог Т.П. и др. Синтез поверхностно-активных веществ при росте штамма Rhodococcus  erythropolis 
ЕК-1   на  среде  с  гексадеканом  // Биотехнология. – 2005. – № 6. – С. 27-36.

6.                      Desai J.D., Banat I.M. Microbial production of surfactans and their commercial potencial // Microbial. Mol. Biol. Rev. — 1997. — V. 61, № 1. — P. 47-64.