Микробиология. Рубрика в журнале - Вестник Пермского университета. Серия: Биология
Статья обзорная
На фоне дефицита высокоэффективных фармакологических средств для лечения социально значимых заболеваний чрезвычайно актуален поиск новых химических соединений с биологической активностью на основе растительных пентациклических тритерпеноидов, в том числе олеаноловой (ОК) и глицирретовой (ГК) кислот. Данные тритерпеновые кислоты используются для получения производных с выраженной противовирусной, противомикробной, противовоспалительной, противоопухолевой и гепатопротекторной активностью. Преобразование тритерпеноидов в основном осуществляется с использованием химических методов, которые часто реализуются в условиях экстремальных показателей кислотности, температуры, применения дорогостоящих катализаторов или требуют введения защитных групп реакционно-активных центров молекулы. В настоящем обзоре изложены результаты собственных исследований и данные научной литературы последних лет, касающиеся оценки возможности применения биологической трансформации ОК и ГК на основе ферментативной активности микроорганизмов.
Бесплатно
Статья научная
На основе анализа природных штаммов Escherichia coli показано, что микроорганизмы, устойчивые к действию фторхинолонов, обладают повышенной способностью к биоплёнкообразованию и высокой активностью орнитиндекарбоксилазы - ключевого фермента системы синтеза полиаминов. Установлено, что сублетальные концентрации фторхинолонов стимулируют биоплёнкообразование. Полиамины путресцин и спермидин оказывают стимулирующее действие на способность к биоплёнкообразованию у штаммов с разной степенью устойчивости к фторхинолонам как в присутствии антибиотика, так и в его отсутствие.
Бесплатно
Полиамины повышают толерантность Escherichia coli к нетилмицину
Статья научная
Изучено влияние полиаминов на толерантность E. coli к аминогликозидному антибиотику нетил-мицину. В периодических культурах полиаминпрофицитных штаммов E. coli по мере увеличения плотности культуры и перехода ее в стационарную фазу наблюдалось увеличение числа перси-стерных клеток, толерантных к нетилмицину. На полиаминдефицитном мутанте показано, что в контрольной культуре на протяжении всего периода культивирования число персисторов варьировало в пределах одного порядка. Однако добавка в среду полиаминов вызывала концентрационно-зависимое возрастание числа толерантных клеток при переходе в стационарную фазу роста. Эффективность действия полиаминов на частоту персистообразования снижалась в ряду: спермидин - путресцин - кадаверин. Установлена пороговая концентрация нетилмицина, приводящая к полной гибели всех клеток, в то время как при более низких концентрациях антибиотика наблюдалась двухфазная модель отмирания, при которой после 5-часовой обработки погибали все чувствительные клетки, и оставалась фракция толерантных клеток. Одновременная добавка путресцина в зависимости от концентрации аминогликозида либо полностью снимала отрицательное действие антибиотика, либо приводила к снижению числа жизнеспособных клеток на 1-1.5 порядка. Эффективность действия путресцина на выживаемость клеток зависит от времени его внесения в культуру с момента добавки антибиотика.
Бесплатно
Получение антитоксических сывороток и возможность их применения в диагностике холеры
Статья научная
Отработана рациональная схема получения кроличьих антитоксических сывороток. Получены четыре серии высокоактивных кроличьих сывороток к холерному токсину, выделенному из штамма Vibrio cholerae Сlassical 569В (Инаба) и очищенному современными методами. Сыворотки могут применяться как в иммуноферментном анализе для выявления холерного токсина, так и в методе культуры клеток. Подобраны оптимальные методы осаждения сывороточных антитоксических иммуноглобулинов и длительного хранения сывороток без использования лиофильного высушивания и глубокой заморозки. Чистый холерный токсин и антитоксические сыворотки к нему будут использованы в диагностике холеры.
Бесплатно
Почвенные актинобактерии рода Rhodococcus, обладающие высокой амидазной активностью
Статья научная
Исследованы почвенные культуры актинобактерий рода Rhodococcus, обладающие термостабильной амидазной активностью. Проведен ПЦР-анализ и секвенирование генов амидаз. Выявлены последовательности, гомологичные известным генам амидаз из R. erythropolis (GenBank, M88614), R. erythropolis (GenBank, E12517) и R. rhodochrous N774.
Бесплатно
Почвенные микроорганизмы, разлагающие ароматические углеводороды и карбоновые кислоты
Статья научная
Проведен анализ образцов почв, подверженных интенсивному техногенному воздействию и определен спектр основных загрязняющих органических соединений. Из образцов почв выделены бактериальные штаммы, способные использовать в качестве ростового субстрата MOHO-, полиароматические углеводороды и галогензамещенные ароматические карбоновые кислоты. Изолированные бактерии-деструкторы отнесены к родам Deinococcus, Cellulomoncts, Micrococcus, Planococcus и Pseudomonas.
Бесплатно
Статья научная
Из слабощелочного фильтрата (pH 8.0-8.3) полигона твёрдых бытовых отходов (г. Пермь) с высоким уровнем загрязнения по аммонию, нитратам, нитритам и метану выделен и описан умеренно галофильный метилотрофный денитрификатор (изолят RS-MM3). Является аэробом, наиболее активную денитрификацию осуществляет на среде с пируватом. Способен расти в среде с 0.02-5% СН 3ОН, 0.2-10% NaCl при 10-40°C и pH 6.0-9.5. Факультативный метилотроф: метанол, метиламин, фруктозу и сахарозу использует в качестве источников углерода и энергии. При оптимальных условиях роста (30°C, pH 7.8, 30 г/л NaCl, 20 мкг/л витамин B 12) на среде с метанолом (5 мл/л) основными жирными кислотами являются C 16:1to7c, C 16:0, C 18:1to7c. Содержание Г+Ц в ДНК составляет 43.9 мол.%. По совокупности гено- и фенотипических признаков изолят отнесён к метилотрофным представителям Gammaproteobacteria рода Methylophaga в качестве нового вида Methylophaga RS-MM3 sp. nov. Филогенетическое сходство с различными ограниченно галоалкалофильными видами рода достигало межвидового уровня (95.3-96.7%).
Бесплатно
Применение бактерий со сверхэкспрессией гена CADA для биоконверсии лизина в кадаверин
Статья научная
Сконструирован штамм Escherichia coli со сверхэкспрессией гена cadA, кодирующего лизиндекарбоксилазу, и проведена оценка его способности конвертировать лизин в кадаверин в зависимости от рН среды. Клетки, сверхэкспрессирующие лизиндекарбоксилазу, получены на основе штамма E. coli BL21DE3, трансформированного плазмидой pET19b, несущей ген cadA из E. coli MC4100. Бактерии культивировали в 5 мл бульона LB при 37ºС без перемешивания, сверхэкспрессию cadA запускали добавкой 1 мМ изопропил-β-D-тиогалактопиранозида (при ОП600=0.6), через 2 ч. клетки отмывали и переносили в среду с рН 7.4 или 4.0 с добавкой 5 г/л L-лизина гидрохлорида. Количество синтезированного кадаверина определяли методом ТСХ с предварительной дериватизацией дансилхлоридом. Максимальная скорость биоконверсии наблюдалась при культивировании клеток, сверхэкспрессирующих cadA в среде с рН 4.0 (2.8±0.7 ммоль кадаверина/г АСБ в час). Скорость биоконверсии в базовых условиях (рН 7.4, базовая экспрессия) была в 6.8 раз ниже. Конечная концентрация кадаверина при культивировании в среде с рН 7.4 и/или в условиях отсутствия сверхэкспрессии гена cadA составила 0.8-1 мМ, в условиях сверхэкспрессии гена в нейтральной среде накапливалось до 1.2 мМ кадаверина, а в кислой среде - 1.8 мМ.
Бесплатно
Разложение моно- и полиароматических соединений новым грамположительным бактериальным штаммом
Статья научная
Из почв, подверженных интенсивному техногенному воздействию, выделен грамположительный бактериальный штамм-деструктор. Штамм идентифицирован как Rhodococcus sp. В7а. Установлено, что штамм утилизирует ряд замещенных и незамещенных моно- и полиароматических углеводородов, использует в качестве ростового субстрата 2- и 4-хлорбензойные кислоты, осуществляет разложение 4-хлорбензойной кислоты через стадии образования пара-гидроксибензойной и протокатеховой кислот, проявляет высокую активность к орто- и пара- замещенным моно-, ди- и трихлорированным бифенилам.
Бесплатно
Статья научная
Штаммы-деструкторы полихлорированных бифенилов (ПХБ) Rhodococcus ruber P25 и Microbacterium oxydans В51 осуществляют разложение основных интермедиатов аэробной бактериальной деструкции ПХБ - хлорбензойных кислот (ХБК). Установлено, что при культивировании штамма M. oxydans В51 на бифениле в качестве источника углерода происходит увеличение колониеобразующих единиц на четыре порядка за 4 сут., а при культивировании на 2ХБК - на три порядка за 3 сут. Уровень деструкции субстрата при этом составил 99.0-99.5%. При культивировании в условиях кометаболизма (в среде присутствуют ХБК и бифенил) удельная скорость роста штаммов M. oxydans В51 и R. ruber P25 увеличивалась в 1.53-1.58 раза, а эффективность деструкции 2ХБК и 4ХБК составляла 98.9-99.2%. Основные метаболиты бактериальной трансформации бифенила и ХБК в среде не зафиксированы, однако установлено накопление ионов хлора (через 5 сут. культивирования концентрация составляла 64.98-98.05% от максимально возможного). Полученные результаты свидетельствуют об эффективной деструкции ХБК штаммами M. oxydans В51 и R. ruber P25 в присутствии дополнительного источника углерода.
Бесплатно
Разнообразие бактерий, выделенных из района разработок месторождения калийных солей Верхнекамья
Статья научная
Из почвы, воды и галитовых отходов района солеразработок (г. Соликамск, Пермский край) методом накопительных культур выделено 12 различных по грампринадлежности штаммов бактерий. По результатам генотипирования методами REP-ПЦР и ARDRA выделенные штаммы были объединены в пять различных геномогрупп. У представителей геномогрупп определены нуклеотидные последовательности гена 16S рРНК, сравнительный анализ которых показал принадлежность штаммов к родам Bacillus, Virgibacillus, Pseudomonas, Chromohalobacter и Idiomarina. Из образца породы калийно-магниевых солей выделены два штамма, идентифицированные как представители родов Bacillus и Streptomyces. В накопительной культуре из данного образца на полноценной среде c 20% NaCl обнаружены бактерии, близкородственные бактериям родов Ralstonia и Stenotrophomonas (сходство 98%). Большинство выделенных штаммов растет при 15-20% NaCl в среде культивирования, штаммы С2 и К52 способны к росту в щелочных условиях (pH 9.0). Штамм Pseudomonas sp. К513 использует в качестве субстрата бензойную кислоту в высокой концентрации (5 г/л) при содержании в среде культивирования 3% хлорида натрия.
Бесплатно
Разнообразие культивируемых аэробных бактерий, выделенных из линдан-загрязненных почв
Статья научная
Установлено, что в почвах, отобранных на территории ОАО «Средне-Волжский завод химикатов» г. Чапаевск Самарской обл. в 2013 г. концентрация линдана варьирует в диапазоне 0.393-53.449 мг/кг почвы. Из почв выделены 26 штаммов аэробных культивируемых бактерий. Показано, что существует прямая корреляционная зависимость между уровнем загрязнения почвенного образца линданом и количеством изолированных штаммов. Доминирующее положение занимают представители филума Proteobacteria, классов α-, β- и γ-Proteobacteria. Установлено, что штаммы Ochrobactrum sp. NE3 и Ochrobactrum sp. 132 осуществляют разложение побочных продуктов биотрансформации линдана (1,2,4-ТХБ и 2,5-ДХФ) и могут быть рекомендованы для использования в биотехнологиях ремедиации линдан-загрязненных почв для предотвращения накопления опасных соединений.
Бесплатно
Статья научная
В работе использованы аэробные бактериальные штаммы из рабочей коллекции лаборатории микробиологии техногенных экосистем «ИЭГМ УрО РАН», выделенные ранее из почв охраняемого ландшафта ООПТ Осинская лесная дача. Наибольший деструктивный потенциал в отношении бифенила и его хлорированных производных выявлен у 16 штаммов. На основании анализа нуклеотидной последовательности гена 16S рРНК установлена филогенетическая принадлежность данных штаммов. Показано, что доля представителей рода Achromobacter составила 56.25%, Rhodococcus - 18.75%, Pseudomonas - 12.5%, Delftia и Stenotrophomonas - по 6.25%. Штаммы родов Achromobacter и Rhodococcus осуществляли деструкцию 2-хлор-, 3-хлор- и 4-хлорированных бифенилов с эффективностью 13-100% и 43-100% соответственно. Эффективность деструкции монохлорбифенилов для представителей рода Pseudomonas составляла выше 80%, за исключением 69%-го разложения 4-хлорбифенила штаммом Pseudomonas sp. Osa 27. Штамм Stenotrophomonas sp. Osa 13 наиболее активно (71%) разлагал 4-хлорбифенил, но проявлял наименьшую активность (34%) в отношении 3-хлорированного бифенила. Штамм Delftia sp. Osa 20 осуществлял полную деструкцию 3-хлор- и 4-хлорбифенилов, но не осуществлял трансформацию 2-хлорбифенила. Таким образом, аэробные бактериальные культуры, выделенные из почв охраняемого ландшафта, обладают способностью окислять сложные ароматические соединения, опасные для окружающей среды.
Бесплатно
Разработка способа индикации и идентификации Vibrio parahaemolyticus с помощью real-time ПЦР
Статья научная
Бактерии Vibrio parahaemolyticus могут быть причиной возникновения острого кишечного заболевания у людей, протекающего по типу пищевой токсикоинфекции. Успех лечебно-профилактических и санитарно-противоэпидемических мероприятий, направленных на предотвращение распространения «галофилезов», во многом зависит от своевременной точной идентификации штаммов вибрионов, выделяемых от больных, из морепродуктов и при мониторинге объектов окружающей среды. Представлена разработка способа идентификации штаммов вида V. parahaemolyticus методом ПЦР в режиме «реального времени» (Real-Time PCR), который включает выделение хромосомной ДНК из исследуемого материала, постановку ПЦР со сконструированными нами праймерами, специфичными к участку гена коллагеназы vppC, и зондом, позволяющим детектировать амплифицированный фрагмент и проводить учет полученных результатов в режиме реального времени. Показана возможность индикации и идентификации микроорганизмов вида V. parahaemolyticus при исследовании проб биологического материала (рыба, морепродукты) на основе метода Real-Time PCR.
Бесплатно
Статья научная
В почвенных образцах исследован состав бактерий, трансформирующих нитрилы и эфиры. Количество бактерий, трансформирующих нитрилы, в разных почвах колебалось от 1105 до 3,64107, эфиры - от 2,0104 до 8,21107. Показано, что большее количество бактерий, утилизирующих альдоксимы, нитрилы и амиды, содержится в дерново-луговых почвах, а эфиры - в степных почвах с повышенным засолением. Установлено, что большинство нитрилметаболизирующих изолятов устойчиво к высоким концентрациям исследованных субстратов (0,5 М и более). Токсичность для них возрастала в ряду ацетамид-ацетонитрил-ацетальдоксим. Эфирутилизирующие бактерии росли при высоких концентрациях этилацетата (более 1 М). Выделены культуры бактерий с высокой активностью ферментов нитрилгидратазы, амидазы и эстеразы, перспективные для биотехнологии комплексной очистки сточных вод и химическимодифицированной почвы.
Бесплатно
Распространение нитрилконвертирующих бактерий в почвах Пермского края
Статья научная
Проведен скрининг микрофлоры, утилизирующей нитрилы карбоновых кислот, в подзолистых, бурых и аллювиальных почвах, широко распространенных в Пермском крае. Обнаружено, что культуры бактерий, обладающие высокой нитрилазной активностью, в основном представлены грамотрицательными штаммами, а среди культур, продуцирующих нитрилгидратазы, преобладают нокардиоподобние актиномицеты. Выявлены сезонные колебания численности бактерий, проявляющих нитрилгидратазную и нитрилазную активность.
Бесплатно
Статья научная
Установлено, что в аэробных условиях в результате оттока электронов на кислород и в анаэробных условиях в присутствии донора электронов наблюдается ингибирование генерации мембранного потенциала, которое устраняется в первом случае при создании анаэробных условий вследствие добавления субстратов окисления фотооксидазной реакции (сукцината), а во втором ~ при возникновении акцепторов электронов, устраняющих чрезмерное восстановление компонентов циклической редокс-цепи (фумарат, О2, ТеОз^")- Полученные данные иллюстрируют регуляторную роль фотооксидазной реакции в генерации мембранного потенциала, обусловленной работой циклической редокс-цепи клеточных хроматофоров К rubrum.
Бесплатно
Статья научная
Выявлены поливирулентные штаммы бактерий Lactobacillus spp. при ассоциативном взаимодействии с простейшими Blastocystis hominis in vivо. Штаммы Lactobacillus spp. и B. hominis выделяли из фекалий 396 пациентов, проходивших анализ на кишечный дисбиоз. Идентификацию бактерий проводили с использованием микроскопического, бактериологического и паразитологического методов. В качестве контрольных использовали 112 эталонных штаммов лактобактерий NK1 и К3Ш24, депонированных в ВНИИ генетики и селекции промышленных микроорганизмов. Степень вирулентности простейших бластоцист определяли путем внутрибрюшинного введения белым мышам (массой 17.4+1.5 г) 0.5 мл взвеси культуры изучаемых микроорганизмов, полученной на питательной среде Suresh. В работе использовали праймеры к нескольким генам, определяющим способность к образованию фимбрий 1-го типа, S и Р типа, бактериального адгезина интимина и гемолизина. Тестирование 396 штаммов Lactobacillus spp., изолированных из микросимбиоценозов с Blastocystis hominis различной степени вирулентности показало, что динамика выявления генов патогенности у лактобактерий возрастала с усилением степени вирулентности простейших. Чаще всего в общем пуле штаммов лактобактерий искомые ампликоны выявлялись при использовании праймеров к fimA гену (до 67.9%). При ассоциативном взаимодействии с умеренно- и высоковирулентными бластоцистами выявлено усиление гетерогенности популяции лактобактерий, проявляющееся увеличением частоты обнаружения всех изученных генетических детерминант патогенности, по сравнению со штаммами Lactobacillus spp., выделенными из ассоциаций с авирулентными B. hominis и в контрольной группе.
Бесплатно
Роль биогенных полиаминов в регуляции скольжения у микобактерий
Статья научная
Изучено влияние биогенных полиаминов (путресцин, спермидин, спермин, кадаверин) на скольжение (sliding) Mycobacterium smegmatis. Установлено, что полиамины не оказывают токсического действия на культуру М. smegmatis при росте на жидкой среде. Показано, что добавка в среду спермидина и спермина приводит к статистически значимому уменьшению размера sliding-колоний, при этом сила эффекта возрастает с увеличением концентрации полиаминов. Несмотря на высокий уровень устойчивости микроорганизмов, составляющих скользящую колонию, к действию фторхинолона левофлоксацина, достоверных различий по чувствительности к антибиотику у клеток, локализованных в различных зонах колонии, выявлено не было. Внесение в среду сублетальной концентрации антибиотика приводит к уменьшению размера скользящей колонии. Добавка кадаверина в этих условиях способствует увеличению диаметра колонии, в то время как спермин и спермидин оказывают противоположный эффект.
Бесплатно
Роль генов общего стрессорного ответа в формировании бактериальной персистенции
Статья научная
Изучена функциональная активность генов общего стрессорного ответа rpos, rmf, relA и spoT в формировании бактериальной персистенции в условиях периодического культивирования Escherichia coli. Генная экспрессия исследована на транскрипционном уровне с помощью двух методов: репортерных генных слияний и ПЦР в реальном времени с предварительным проведением обратной транскрипции. Полученные результаты представлены в сопоставлении с данными о частоте персистенции родительского штамма и делеционных мутантов по исследованным генам. На основании комплексной оценки показано участие генов rpoS, rmf, relA и spoТ в персистенции E. coli при переходе в стационарную фазу роста и в поздней стационарной фазе.
Бесплатно
