Сравнительный анализ синтеза полисахаридов некоторых актиномицетов

Изучению микробных полисахаридов в настоящее время уделяется пристальное внимание. С полисахаридами связывают пирогенность прокариотов, серологическую специфичность, резистентность к фагоцитозу, стабильность клетки, по некоторым данным полисахариды, возможно являются информационными молекулами [3, 4, 7].

В связи с этими, целью данной работы являлось изучение особенности обмена экзо и эндополиса-харидов в актиномицетах.

Материал и методы.

Объектом исследования служили культуры микроорганизмов: Streptomyces albogriseolus, Nocardia dassonvillei, Actinosporangium violaceae, Streptomyces violaceus полученные из музея культур отдела микробиологии Тбилисского ботанического сада и Института ботаники.

Актиномицеты выращивали на среде Красильникова [6]. Экзополисахариды получали по методу Ели-нова [2].

Для получения клеточных эндополисахаридов полисахаридов использовали метод кислотного гидролиза Le Shevalie [1, 3, 5].

Анализ качественного состава полисахаридов проводили с помощью тонкослойной хроматографии. Количественный анализ моносахаридов проводили с помощью денситометра CHROMOSCAN 2000 [2].

Результаты и обсуждение.

Исследован количественный и качественный состав экзополисахаридов и внутриклеточных полисахаридов некоторых актиномицетов. Результаты опытов представлены на рис. 1 и 2.

Установлено, что синтез экзополисахаридов также как и внутриклеточных полисахаридов интенсифицируется в конце логарифмической фазы, в экспоненциальной фазе интенсивность нарастает и достигает максимума в начале стационарной фазы.

Ри с. №1 Количество экзополисахаридов некоторых актиномицетов

1 - Str.albogriseolus

2 - Str. violaceus

3 - Noc. dassonvilei

4 - Act. violaceae

□ логарифмическая фаза

0 экспоненциональная фаза

□ стационарная фаза

■ фаза отмирания

Рис..№2 Количество внутриклеточных полисахаридов в 1г сухой биомассы актиномицетов .

• 1    - Str.albogriseolus

• 2    - Str. violaceus

• 3    - Noc. dassonvilei

• 4    - Act. violaceae

  • □    логарифмическая фаза

  
  

  • □    экспоненциональная фаза

  
  

• □    стационарная фаза

• □    ф аза отмирания

В фазе отмирания количество полисахаридов заметно убывает. Отмечается также, что синтез и накопление полисахаридов для различных родов и видов происходит различной интенсивностью. Результаты предаставлены на рис. 1, 2.

Анализ результатов показал, что у Actinosporangium violaceae экзополисахариды составляют 6,78% в логарифмической фазе а внутриклеточные полисахариды –16,7% от сухой биомассы, в экспоненциальной фазе17,33–20,14%, 20,75–23,07% в стационарной фазе и в фазе отмирания – 7,36–9,6% соответственно. Для Nocardia dassonvilei обнаружено, что количество полисахаридов сравнительно мало и оно составляет по фазам роста културы соответственно, экзополисахариды: 5,5%; 15,0%; 20,0%; 7,0% и внутриклеточные полисахариды: 14,58%; 17,07%; 20,03%; 9,97% по фазам роста. Внутри рода Streptomyces наблюдуется незначительное различие в количестве полисахаридов. Например, экзополисаха-риды Streptomyces violaceus составляют 3,80%; 12%;

10%; 18,00%; 4,50%, по фазам роста а экополисахари-ды Streptomyces albogriseolus – 3,00%; 13,50%; 17,20%; 5,00% соответственно (рис. 1), в тоже время в сухой биомассе Streptomyces violaceus (по фазам роста) количество полисахаридов составляет 19,97% (I), 21,08% (II), 24,51% (III), 10,01% (IV) а у Streptomyces albogriseolus – 19,05% (I), 20,07% (II), 23,21% (III), 9,08% (IV) соответственно (рис. 2).

Сопоставление результатов исследования внутриклеточных полисахаридов и экзополисахаридов различных актиномицетов, показало, что качественный состав полисахаридов исследуемых культур разлеча-ется, Так, например внутриклеточные полисахариды Actinosporangium violaceus содержат три мономера в следующем соотношении глюкоза – 25,17% (I), 20,21% (II), 25,2% (III), 25,64% (IV); арабиноза – 36,6% (I), 62,23% (II), 35,2% (III), 42,05% (IV) и рибоза – 38,12% (I), 23,74% (II), 39,6% (III), 27,17% (IV) – по фазам роста. Nocardia dassonvilei содержит – глюкозу в сле- дующем соотношении – 39,89% (I), 43,64% (II), 37,01% (III), 47,05% (IV); галактозу – 34,58% (I), 34,32% (II), 41,82% (III), 26,05% (IV) и рибоза соответственно составляет – 25,53% (I), 22,03% (II), 21,15% (III), 26,89% (IV) – по фазам роста. Внутриклеточные полисахариды актиномицетов рода Streptomyces по качественному и количественному составу отличаются друг от друга и от других родов актиномицетов. Полисахариды Streptomyces violaceus содержит моносахариды: глюкоза, галактоза и фруктоза соответственно в следующих соотношениях: глюкоза в логарифмической фазе 27,84%, экспоненциальной фазе – 26,78%, стационарной фазе – 20,22%, в фазе отмирания – 22,68%; галактоза составляет -37,5% (I); 42,26% (II); 51,68% (III); 39,69% (IV); фруктоза – 34,65% (I); 30,95% (II); 28,08% (III); 37,62% (IV). Полисахарид Streptomyces albogriseolus является гомополисахаридом, который содержит мономер арабинозу. В процессе роста синтез мономера происходит различной интенсивностью: в логарифмической фазе-19,05%, в экс-поненциональной фазе-19,9%, в стационарной фазе – 14,5%, в фазе отмирания – 16,7% (от веса сухой биомассы). Экзополисахарид Actinosporangium violaceae является гетерополимерам в составе глюкозы и рибозы в следующем соотношении: 48,43% : 51,56%; 55,46% : 44,53%; 24,75% : 75,24%; 61,77% : 38,28% по фазам роста. Экзополисахарид Nocardia dassonvilei также представвлен экзополисахаридом в составе которого идентифицированы следующие мономеры: глюкоза : галактоза в соотношении 20,51% : 79,48%; 75,32% : 29,43%; 35,18% : 64,8%; 26,51% : 73,48%. В тоже время экзополисахарид Streptomyces albogriseolus является гомополисахаридом мономером которого является глюкоза, а Streptomyces violaceus содержит мономеры глюкоза-арабиноза в соотношении 38,46% : 61,53%; 59,02% : 40,97%; 30,9% : 61,1%; 34,11% : 65,88% по фазам роста культуры (табл. 1).

Анализируя полученные результаты, внутри рода и внутри вида, установлено что у отдельных актино-мицетов наблюдается различие в качественном и количественном составе внутриклеточных полисахаридов и экзополисахаридов. Полисахариды отдельных родов и отдельных видов отличаются по качественному составу полисахаридов и интенсивностью синтеза в процессе роста.

Таблица 1

Процентное соотношение мономеров в экзополисахаридах и внутриклеточных полисахаридах по фазам роста актиномицетов (эпс-экзополисахариды, внпс- внутриклеточных полисахариды ).

Культуры	Фазы роста	Процентное соотношение мономеров в полисахаридах
		глюкоза		арабиноза		рибоза		галактоза		фруктоза
		эпс	вн пс	эпс	вн пс	эпс	вн пс	эпс	вн пс	эпс	вн пс
Str. violaceus	I	38,46	27,84	61,53	–		–		37,5		34,65
	II	59,02	26,78	40,97	–		–		42,26		30,95
	III	30,9	20,22	61,1	–		–		51,68		28,08
	IV	34,11	22,68	65,88	–		–		39,69		37,62
Noc. dassonvilei	I	20,51	39,89	–	–		25,53	79,48	34,58	–	–
	II	75,32	43,64	–	–		22,03	29,43	34,32	–	–
	III	35,18	37,01	–	–		21,15	64,8	41,82	–	–
	IV	26,51	47,05	–	–		26,89	73,48	26,05	–	–
Ac. violaceae	I	48,43	25,17		36,6	51,56	38,12	–	–	–	–
	II	55,46	20,21		62,23	44,53	23,74	–	–	–	–
	III	24,75	25,2		35,2	75,24	39,6	–	–	–	–
	IV	61,77	25,64		42,05	38,28	27,17	–	–	–	–

Примечание: I – логарифмическая фаза; II – экспоненциальная фаза; III – стационарная фаза; IV – фаза отмирания.