BioScience Blog – Научный Биологический блог

Впромышленно развитых странах наиболее интенсивные исследования в области изучения циклодекстринов (ЦП), ведущиеся в течение последних десятилетий, связаны с важным химическим свойством ПД к образованию комплексов включения с различными веществами. В России в настоящее время рентабельное производство препаратов ПД практически отсутствует из-за незавершенности и несовершенства разработанных технологий их производства. ПД получают ферментативным путем из крахмала под действием циклодекстринглюканотрансфераз (ЦГТ-аз) – специфических ферментов микробного происхождения. Поэтому поиск стабильных ЦГТ-продуктивных штаммов с заданной специфичностью является одной из первостепенных задач при разработке

новых технологий получения ЦД. В своём большинстве ЦГТ-активные микроорганизмы обитают в почве и выделяются довольно редко, при этом нормальный уровень внеклеточной Р-ЦГТ-азной активности для таких изолятов составляет 2-2,5 ед./см3 культуральной жидкости (КЖ). В нашей работе объектами исследований служили образцы почв (из Московской, Владимирской, Волгоградской, Воронежской, Тамбовской, Тульской, Рязанской областей) и растительные объекты (трава, солома, зерна кукурузы и овса), из которых отбирали изоляты культур, способных к биосинтезу ЦГТ-азы. Скрининг микроорганизмов-продуцентов ЦГТ-аз проводился согласно схеме, разработанной сотрудниками Института биологии Уфимского научного центра РАН с введением некоторых модификаций. В схему скрининга ввели стадию предварительной термической обработки почвенных суспензий (80°С, 10 мин.) с целью освобождения от вегетативных форм и направленного отбора спорообразующих культур. В процессе работы из 30 почвенных и 20 растительных образцов было выделено 60 изолятов культур микроорганизмов, осуществляющих деструкцию крахмала. После глубинного культивирования для дальнейших исследований было отобрано 27 ЦГТ-активных штаммов, среди которых 8 культур обладали высокой внеклеточной ферментативной активностью Р-ЦГТ-азы (4,6-6,7 едУсм3 КЖ). ВЭЖХ-анализ КЖ данных 8 штаммов подтвердил каталитическую активность преимущественно Р-ЦГТ-аз. При этом штамм с наиболее высокой Р-ЦГТ-азной активностью (6,7 ед./см3 КЖ) оказался максимально специфичен к синтезу Р-ЦД: процентное содержание Р-ЦД в реакционной смеси составило 79,13%, у-ЦД – 20,83%, а-ЦД обнаружены не были. На основании изучения совокупности морфологических, культуральных, физиолого-биохимических и филогенетических характеристик исследуемой культуры новый штамм, продуцирующий Р-ЦГТ-азу, идентифицировали как Bacilluscirculans. Таким образом, используя направленный скрининг микроорганизмов-продуцентов ЦГТ-аз, провели отбор культур микроорганизмов с внеклеточной Р-ЦГТ-азной активностью, превышающей средний уровень активности для диких изолятов в 2-3 раза. Среди них была отобрана бактериальная спорообразующая культура, обладающая высокой специфичностью как по Р", так и по у-ЦГТ-азе, составляющей 79,13 и 20,83% соответственно.