ПОИСК ПРОДУЦЕНТОВ АРАХИДОНОВОЙ КИСЛОТЫ СРЕДИ МИКРООРГАНИЗМОВ, ВЫДЕЛЕННЫХ ИЗ ПОЧВ КАЗАХСТАНА

Салихова Дания Рамылевна

магистрант, КазНУ им. аль-Фараби, г. Алматы

Цуркан Яна Сергеевна

PhD-докторант, КазНУ им. аль-Фараби, г. Алматы

Карпенюк Татьяна Анатольевна

профессор, д-р биол. наук, КазНУ им. аль-Фараби, г. Алматы

Гончарова Алла Владимировна

доцент, канд. биол. наук, КазНУ им. аль-Фараби, г. Алматы

Бейсембаева Роза Ултубаевна

профессор, д-р биол. наук, КазНУ им. аль-Фараби, г. Алматы

Е-mail: yanatsurkan@mail.ru

Арахидоновая кислота (АК) – полиненасыщенная жирная кислота, играющая важную роль в организме человека и животных. В живом организме она является субстратом для синтеза эйкозаноидов (простагландинов, лейкотронов, тромбоксанов), проявляет физиологическую активность, например, регулирует активность протеинкиназ, на уровне транскрипции участвует в регуляции экспрессии генов, индуцирует апоптоз, влияет на проницаемость каналов для ионов Са²⁺ и К⁺ [3, 4].

В настоящее время арахидоновая кислота используется в пищевой и косметической промышленности, в фармации, но поиск продуцентов для её промышленного производства является важной проблемой.

Традиционно основными источниками получения АК являются липидные экстракты из печени свиньи и других органов животных [1]. Однако, их крупномасштабное производство неэффективно. Продуцентом арахидоновой кислоты являются некоторые штаммы грибов рода Mortierella [6], а также микроводоросли родов Scenedesmus, Chlorella [5].

Нами проведен поиск природного продуцента арахидоновой кислоты среди микроорганизмов. Объектами исследований были выбраны 14 штаммов микроорганизмов родов: Pseudomonas, Bacillus, Absidia, Alternaria, Аspergillus, Cladosporium, Trichoderma, Rhizopus, Mucor, Penicillium, Fusarium, выделенные из почв Казахстана.

Для решения поставленной задачи был проведён биотест на чувствительность к ацетилсалициловой кислоте (АСК) данных микроорганизмов. За основу был взят метод Ерошина [2]. Метод основан на корреляции между уровнем синтеза арахидоновой кислоты и чувствительностью роста микроорганизмов к низким концентрациям АСК (около 0,84 г/л).

Микроорганизмы культивировали в присутствии трёх концентраций АСК: 0,42 г/л; 0,84 г/л; 1,68 г/л. Для этого предварительно растворяли навески АСК в 5 мл 96 % этанола и добавляли в питательную среду МПА (мясо-пептонный агар). После чего стерилизовали в течении 30 мин при температуре 117°С в автоклаве. Стерильную среду разливали в чашки Петри, после застывания среды производили посев суспензии микроорганизмов методом Коха в трёх повторностях. Чашки после посева ставили в термостат при температуре 28°С. Через 3 суток определяли наличие или отсутствие ростовых процессов на средах, содержащих АСК. В качестве контроля использовался МПА без добавления АСК.

Сравнительный анализ способности микроорганизмов расти при трех концентрациях АСК в среде (0,42 г/л; 0,84 г/л; 1,68 г/л) показал, что существует прямая зависимость роста колоний микроорганизмов от концентрации АСК. При 0,42 г/л АСК среднее количество колоний микроорганизмов по сравнению с контролем снижалось незначительно, при концентрации 1,68 г/л рост всех исследованных микроорганизмов полностью ингибировался, а при концентрации 0,84 г/л в среде наблюдалось селективное влияние на рост микроорганизмов: для 12 штаммов из 14 число выросших колоний было сопоставимо с контролем, а рост 2 штаммов (Bacillus 2 (Б-В) и Pseudomonas (Б-А)) полностью ингибировался.

Результаты исследования влияния АСК при концентрации 0,84 г/л на рост некоторых штаммов микроорганизмов представлены в таблице 1 и на рисунке 1.

Таблица 1. Влияние АСК на рост микроорганизмов

а – среда без АСК ( контроль ), б - среда с АСК

Рисунок 1. Влияние АСК на рост и развитие колоний микроорганизмов.

В эксперименте было установлено, что добавление в среду роста микроорганизмов АСК во всех исследованных концентрациях приводило к изменению рН среды. Так, при добавлении 0,42 г/л; 0,84 г/л; 1,68 г/л АСК в среду значение рН снижалось до 6,5; 6,0; 5,5 соответственно. В связи с этим, исследовали влияние рН на рост микроорганизмов, чувствительных к АСК.

Штаммы микроорганизмов Pseudomonas (Б-А) и Bacillus 2 (Б-В) культивировали на питательной среде МПА в присутствии 0,42 г/л; 0,84 г/л и 1,68 г/л ацетилсалициловой кислоты.

Параллельно эти штаммы культивировали на питательной среде МПА в присутствии 0,42 г/л; 0,84 г/л, и 1,68 г/л АСК, где рН во всех средах доводили до 7,0 - исходного рН среды МПА.

Результаты исследования роста микроорганизмов в присутствии в среде разных концентраций АСК показали, что независимо от значения рН среды при 0,84 г/л АСК рост аспиринчувствительных штаммов бактерий родов Pseudomonas (Б-А) и Bacillus 2 (Б-В) ингибировался. Результаты исследования приведены в таблице 2.

Таблица 2. Количество колоний микроорганизмов, выращенных в присутствии АСК на среде с различными значениями рН

Таким образом, в качестве перспективных продуцентов арахидоновой кислоты могут быть исследованы аспиринчувствительные штаммы бактерий рода Pseudomonas и Bacillus. Для установления штамма – продуцента, эффективного для промышленного получения арахидоновой кислоты, необходимо провести исследование липидного состава аспиринчувствительных микроорганизмов и выявить штамм с высокой концентрацией арахидоновой кислоты.

Список литературы:

1.            Давлетбаев И. М. Биосинтез полиненасыщенных жирных кислот и их производных: Автореф. дис. к. б.н.  УФА, 2002. — 24 с.

2.            Ерошин В. К., Дедюхина Э. Г., Чистякова Т. И., Желифонова В. П., Ботаст Р.Дж. Исследование синтеза арахидоновой кислоты грибами рода Mortierella: микробиологический метод селекции продуцентов арахидоновой кислоты // Микробиология. – 1996. — Т. 65. — № 1. — С. 31—36.

3.            Казимирко В. К., Мальцев В. И. Функции ненасыщенных жирных кислот в организме // Здоровье Украины. – 2004. — № 95 — С. 93—101.

4.            Назаров П. Е., Мягкова Г. И., Гроза Н. В. Полиненасыщенные жирные кислоты как универсальные эндогенные биорегуляторы // Вестник МИТХТ. – 2009. — Т. 4. — № 15. — С. 205—210.

5.            Утегенова Г. А., Бейсембаева Р. У., Оразова С. Б., Цуркан Я. С., Калбаева А. М., Карпенюк Т.А., Гончарова А.В. Поиск продуцентов арахидоновой кислоты – субстрата для разработки биотехнологии получения простагландинов // Материалы международной заочной научно—практической конференции «Инновации и современная наука». Часть I. (12 декабря2011 г.). — Новосибирск: Изд. «Сибирская ассоциация консультантов», 2011. — С. 35—39.

6.            Amano N., Shinmen Y., Akimoto K., Kawashima H., Amachi T., Shimizu S. Yamada H. Chemotaxonomic significance of fatty acid composition in the genus Mortierella Mycotaxon // Proc. Natl. Acad. Sci. – 1992. — № 94. — С. 257—265.