Вплив вуглеводів на біосинтетичну спроможність різних варіантів штаму Streptomyces Recifensis Var. Lyticus

Важливим питанням сучасної мікробіології та біотехнології як з теоретичної, так із практичної точки зору є дослідження літичних ферментів, оскільки вони знаходять широке застосування в різних галузях промисловості, медицини та сільського господарства.

Відомо, що синтез і секреція позаклітинних ферментів, у тому числі літичних, – процес, який залежить від складу живильного середовища. Виявлення характеру синтезу того чи іншого ферменту дозволяє використовувати одержану інформацію на практиці та розробити такий склад живильного середовища, який має можливість підвищити продуктивність штамів – продуцентів біологічно- активних речовин.

Встановлено, що синтез позаклітинних лізоензимів у багатьох мікроорганізмів індукований і підлягає катаболітному регулюванню. Раніше встановлено, що у батьківського штаму S. recifensis var. lyticus синтез лізоензимів регулюється глюкозою за різними механізмами: катаболітної репресії та катаболітного інгибування. Варіанти штаму П-29 (прото-пластований) і 2Р-15 (рифампіциностійкий) відрізняються від батьківського не тільки рівнями ензиматичних активностей, а й чутливістю до глюкози.

Об’єктом дослідження є різні варіанти штаму S. recifensis var. lyticus: 2435, П-29, 2Р-15. Ензиматичні активності визначали в культуральній рідині після глибинного культивування при 28°С протягом 72 год. при обертах гойдалки 220 об/хв на ферментаційних середовищах: штам 2435 (г/л): соєва мука – 4,75; глюкоза – 0,7; NH₄NO₃ – 0,75;   K₂HPO₄ – 0,16;  CaCO₃  – 2,3;  CaCl₂ – 1,56;  MgCl₂ – 0,69; MnCl₂ – 1,3x10⁻²; FeSO₄ – 7,6x10⁻²;  ZnSO₄ – 1,9x10⁻⁴. Штам П-29 та 2Р-15 вирощували на ферментаційному середовищі того ж складу, але додатково оптимізованого (в г/л): соєва мука – 6,0; глюкоза – 11,0; NH₄NO₃ –1,5; K₂HPO₄ – 0,27;  CaCO₃  – 4,2;  CaCl₂ – 2,0;  MgCl₂ – 0,56; MnCl₂ – 0,015; FeSO₄ – 0,05;  ZnSO₄ – 2,0x10⁻⁴ , pH – 8.0.

Ензиматичну активність визначали турбідометричним методом: бактеріолітичну, дріжджелітичну.

Досліджено вплив деяких вуглеводів – мальтоза, рамноза, арабіноза, лактоза – на біосинтез лізоензимів. Вуглеводи додавалися до ферментаційного середовища в концентрації 1%. В якості контролю було взято середовище з глюкозою. Нами вивчавля біосинтез лізоензимів у відношенні до інтактних клітин Bacillus subtilis, Micrococcus lisodeikticus та прогрітих Candida tropicalis. Відомо, що в розчинені клітинних стінок перелічених мікроорганізмів беруть участь різні гідролітичні ферменти, що сприяє більш повній характеристиці впливу вуглеводів на біосинтез індивідуальних ферментів у різних варіантів штаму Streptomyces recifensis var. lyticus.

Результати показали, що для штаму 2435 та П-29 з чотирьох вуглеводів, доданих до середовища, найкращим виявилась лактоза, яка підвищує активність штаму 2435 на 17%, а П-29 – на 14-40%. Відмічається також більш високий рівень ферментативних активностей і при використанні інших вуглеводів у порівнянні з контролем.

Інша картина одержана при дослідженні впливу вуглеводів на біосинтез індивідуальних ферментів у рифампіциностійкого варіанта 2Р-15. Установлено, що кращим вуглеводом є рамноза, яка підвищує його біосинтетичну активність на 30-60% і знижує активність у варіанті 2435 і П-29 на 20 та 80% відповідно.  Високий рівень ензимологічних активностей, вище ніж у контролі з глюкозою, відмічається і при додаванні до ферментаційного середовища інших вуглеводів: мальтози і арабінози.

Аналізуючи одержані результати можна стверджувати, що штам П-29 та 2Р-15 менш чутливі до вуглеводів і синтезують ензими з високими рівнями активностей.

1. Авиженис В. Ю., Савицкайте И. М. Некоторые свойства протеолитических ферментов препарата оридин Н.К. //Труды АН Лит ССР.- 1969ю – Т.2. -№49. – С. 181-191.
2. Жерносекова И. В., Килочек Т. П. Влияние глюкозы на биосинтез екстацеллюлярных ферментов Streptomyces recifensis var. lyticus 2435 и его мутантами // Микробиол. журн. – 2000. – Вып. 62, №2. – С. 19-26
3. Іванко О. В., Варбанець Л. Д. Каротинолітична активність Streptomyces sp. 1382. // Мікробіол. журн. – 2004. – Т. 66, №1. – С. 3-9
4. Килочек Т. П. Биосинтез литических ферментов штаммов Streptomyces recifensis var. lyticus 2435 и некоторые аспекты его регуляции: Автореф. дис. … канд. биол. наук. – К., 1988.-16 с
5. Прохорова М. И. Методы биохимических исследований / Липидный и энергетический обмен. – Л.: Изд-во Ленинградского ун-та, 1982. – С. 19-24, 59-62
6. Тиунова Н. А., Фениксова Р. В., Кобзева Н. Я. Гидролитические ферменты актиномицетов. // Прикладная биохимия и микробиология. – 1992. – Вып. 7, №4. – С. 456-461
7. Pat. 3649454 USA, C 12 K 1/06. Bacteriolytic enzyme and process for the production thereof /M. Isono, T. Takahasni, Y. Yamadzeki. – Publ. 10.04.72
8. Tabota S., Terni G. Studies of mycrobiol. enzymes active in hedrolisis the yeasts cell woll. Isolation a strain and cultural condition var. enzyme formation //J. Form. Technol. – 1962. – Vol. 40. – P. 366-369