научный журнал по химии Прикладная биохимия и микробиология ISSN: 0555-1099

О научном журнале«Прикладная биохимия и микробиология»

Журнал публикует оригинальные статьи об исследованиях в области биохимии и микробиологии, которые имеют или могут иметь практические приложения. Среди основателей и первых авторов журнала – широко известные ученые, такие как А.И. Опарин, В.Н. Шапошников, Н.М. Сисакян, В.Н. Букин, С.В. Дурмишидзе, Т.Б. Дарканбаев и А.С. Вечер. Тематика публикаций включает производство ферментов, витаминов и других биологически активных веществ, исследования обработки сырья, микробиологический синтез пищевых продуктов и кормов, а также описание новых методов исследования и новых научных приборов. Помимо оригинальных статей, публикуются авторитетные обзоры (которые составляются специалистами в соответствующих областях по просьбе редакционной коллегии), рецензии на книги и отчеты о научных мероприятиях. Журнал принимает к публикации материалы от ученых, работающих в НИИ и ВУЗах стран бывшего СССР и дальнего зарубежья.

Архив научных статейиз журнала «Прикладная биохимия и микробиология»

  • -ГИДРОКСИЛИРОВАНИЕ 21-АЦЕТАТА 6 -ФТОР-16 -МЕТИЛ-ДЕЗОКСИКОРТИКОСТЕРОНА МИЦЕЛИАЛЬНЫМИ ГРИБАМИ

    ДОНОВА М.В., КОЛЛЕРОВ В.В., СУХОДОЛЬСКАЯ Г.В., ФОКИНА В.В., ШУТОВ А.А. — 2015 г.

    Протестированы 98 штаммов 31 рода мицелиальных грибов на наличие -гидроксилазной активности по отношению к 21-ацетату 6 -фтор-16 -метил-дезоксикортикостерона. Установлено, что представители родов Gongronella, Scopulariopsis. Epicoccum и Curvularia обладали способностью осуществлять -гидроксилирование стероидов. Штаммы Сurvularia lunata ВКМ F-644 и Gongronella butleri ВКМ F-1033 проявляли максимальную -гидроксилазную активность. Методами ТСХ и ВЭЖХ, а также масс-спектрометрического и 1 ЯМР-спектроскопического анализа определены структуры основных продуктов и интермедиатов конверсии 21-ацетата 6 -фтор-16 -метил-дезоксикортикостерона этими штаммами грибов. Показано, что пути образования 6 -фтор-16 -метил-кортикостерона штаммами С. lunata и G. butleri различались. Установлено, что ферментная система культуры G. butleri, катализирующая -гидроксилирование, является конститутивной и связана с мембраной. В то время как индуцибельная -гидроксилазная ферментная система С. lunata локализуется в микросомальной фракции. Показано, что в оптимальных условиях выход 6 -фтор-16 -метил-кортикостерона достигал 65% при концентрации 21-ацетата 6 -фтор-16 -метил-дезоксикортикостерона 6 г/л.

  • A NOVEL OLEAGINOUS YEAST STRAIN WITH HIGH LIPID PRODUCTIVITY AND ITS APPLICATION TO ALTERNATIVE BIODIESEL PRODUCTION

    AREESIRISUK A., CHIU C.H., GUO J.H., LIU C.H., YEN T.B. — 2015 г.

    Five lipid-producing yeast strains, CHC08, CHC11, CHC28, CHC34, and CHC35, were revealed by Sudan Black B staining to contain lipid droplets within cells. Molecular analysis demonstrated that they were 2 strains of Candida parapsilosis, Pseudozyma parantarctica, Pichia manshurica, and Pichia occidentalis. Following batch fermentation, P. parantarctica CHC28 was found to have the highest biomass concentration, total lipids and lipid content levels. The major fatty acids in the lipids of this yeast strain were C16 and C18. Predictions of the properties of yeast biodiesel using linear equations resulted in values similar to biodiesel made from plant oils. Preliminary production of yeast biodiesel from P. parantarctica CHC28 was accomplished through esterification and transesterification reactions. It was found that yeast lipids with high acid value are easily converted to biodiesel at an approximately 90% yield. Therefore, it is possible to use crude lipids as alternative raw materials for biodiesel production.

  • APPLICATION OF BIOINFORMATICS TOOLS AND DATABASES IN MICROBIAL DEHALOGENATION RESEARCH (A REVIEW)

    KONKIMALLA V.B., RATHA J., SATPATHY R. — 2015 г.

    Microbial dehalogenation is a biochemical process in which the halogenated substances are catalyzed enzymatically in to their non-halogenated form. The microorganisms have a wide range of organohalogen degradation ability both explicit and non-specific in nature. Most of these halogenated organic compounds being pollutants need to be remediated; therefore, the current approaches are to explore the potential of microbes at a molecular level for effective biodegradation of these substances. Several microorganisms with dehalogenation activity have been identified and characterized. In this aspect, the bioinformatics plays a key role to gain deeper knowledge in this field of dehalogenation. To facilitate the data mining, many tools have been developed to annotate these data from databases. Therefore, with the discovery of a microorganism one can predict a gene/protein, sequence analysis, can perform structural modelling, metabolic pathway analysis, biodegradation study and so on. This review highlights various methods of bioinformatics approach that describes the application of various databases and specific tools in the microbial dehalogenation fields with special focus on dehalogenase enzymes. Attempts have also been made to decipher some recent applications of in silico modeling methods that comprise of gene finding, protein modelling, Quantitative Structure Biodegradibility Relationship (QSBR) study and reconstruction of metabolic pathways employed in dehalogenation research area.

  • BIOCHEMICAL CHARACTERIZATION AND FUNCTIONAL ANALYSIS OF UDP-GLUCOSE DEHYDROGENASE, IN THE SYNTHESIS OF BIOPOLYMER SS FROM SPHINGOMONAS SANXANIGENENS NX02

    HUANG H.-D., LI G.-Q., MA T., WU M.-M., ZHOU J.-F. — 2015 г.

    Biopolymer Ss of Sphingomonas sanxanigenens strain NX02 is an sphingan that can be extracted using a small quantity of acid, which is a low cost extraction process. A UDP-glucose dehydrogenase gene (ugdG), related to Ss biosynthesis, was cloned from S. sanxanigenens NX02 and expressed in Escherichia coli. It encoded a 454-residue protein of 48.2 kDa. The deduced amino acid sequence had 77% identity with UDP-glucose dehydrogenase (UgdG) from Sphingomonas sp. KC8, and 73% identity with UgdG from Sphingomonas elodea ATCC31461. Purified recombinant UgdG had maximum activity at 35°C and pH 8.0, with Km values of 0.47 and 0.38 mM for UDP-glucose and NAD+, respectively. Overexpression of the ugdG gene in S. sanxanigenens resulted in increased (14.9 ± 0.5)% Ss production and higher fermentation broth viscosity. Furthermore, the weight-average molecular weight of polymer Ss from the recombinant strain was (5.3 ± 0.16)% higher and the viscosity was (74 ± 0.15)% higher than those from the WT strain at a shear rate of 1 rev/min.

  • ISOLATION AND CHARACTERIZATION OF A NOVEL THERMOSTABLE -GLUCOSIDASE FROM BACILLUS SUBTILIS SU40

    ASHA B.M., PATHMA J., SAKTHIVEL N. — 2015 г.

    A new bacterial strain SU40 with ability to produce thermostable -glucosidase was isolated from soil located at Puducherry (India) and identified as Bacillus subtilis. The conditions like temperature, pH, carbon and nitrogen sources were optimized conditions for the maximum production of -glucosidase. The enzyme was purified using ammonium sulphate precipitation and BioSep and HPLC chromatography. Purified enzyme was found to be a monomeric protein with an apparent molecular mass of 38.3 kDa. The enzyme was stable over a wide range of pH and temperatures and exhibited maximal activity at 75°C and pH 12.0. The enzyme was found to retain approximately 60% of maximal activity for 1 h at 70°C and hydrolyzed a wide range of aryl- -D-glucosides and -linked oligosaccharides with highest activity towards cellobiose and p-nitrophenyl- -D-glucopyranoside. The Km and Vmax values of the enzyme were 0.21 and 9.38 mg-1 min-1, respectively. The enzyme demonstrated stability in the presence of 0.5% surfactants and was completely inhibited after addition of EDTA and Hg2+ ions. Synergistic action of -glucosidase from B. subtilis SU40 with endoglucanase from Paenibacillus barcinonensis MG7 completely degraded the rice straw.

  • АДГЕЗИЯ BACILLUS SUBTILIS НА ПОВЕРХНОСТИ ПЕКТИН-КАЛЬЦИЕВЫХ ГЕЛЕЙ

    ГЮНТЕР Е.А., МЕЛЕХИН А.К. — 2015 г.

    Пектин-кальциевые гели, полученные из пектинов каллусных культур, в различной степени способны адгезировать на своей поверхности клетки грамположительных бактерий Bacillus subtilis, что определяется особенностями строения пектинов. Быстрая адгезия клеток на геле, полученном из пектина каллусной культуры Tanacetum vulgare (TVC) связана с высоким содержанием линейной области в углеводной цепи пектина, высокой молекулярной массой и низкой степенью метилэтерификации пектина. Число адгезированных клеток на поверхности гелей, полученных из пектинов каллусных культур Silene vulgaris (SVC), TVC, и Lemna minor (LMC) после 8 ч инкубации было близким, тогда как на геле из пектина каллуса Silene tatarica (STC), их количество было минимальным, что связано с более высокой степенью метилэтерификации пектина STC (45%) по сравнению с другими пектинами (4–12%). Константа скорости адгезии (k) B. subtilis для геля TVC в течение первых 120 мин была наибольшей по сравнению с другими гелями, значение k для гелей SVC, STC и LMC было сходным. Наименьший уровень k характерен для геля из коммерческого яблочного пектина. Полученные данные могут быть использованы для получения гелей с адгезивными и антиадгезивными свойствами.

  • АНАЛИЗ МЕТАБОЛИТНОГО ПРОФИЛЯ КЛЕТОК CHLAMYDOMONAS REINHARDTII В УСЛОВИЯХ АВТОТРОФНОГО КУЛЬТИВИРОВАНИЯ

    ПУЗАНСКИЙ Р.К., ТАРАХОВСКАЯ Е.Р., ШАВАРДА А.Л., ШИШОВА М.Ф. — 2015 г.

    Проведен анализ метаболитного профиля одноклеточной зеленой водоросли Chlamydomonas reinhardtii, выращенной в автотрофных условиях, на поздних этапах развития культуры. Для идентификации метоболитов применяли метод газовой хроматографии, сопряженной с масс-спектрометрией. Выявлено около 400 пиков, соответствующих индивидуальным соединениям, из которых идентифицировали около 100, в том числе сахара, жирные кислоты, ароматические соединения, аминокислоты, спирты и др. С помощью программных продуктов MassBank создана локальная база данных масс-спектров неидентифицированных соединений. Картирование метаболомных данных с помощью сервиса ChlamyCyc показало вовлеченность идентифицированных соединений в энергетические, синтетические и сигнальные пути хламидомонады. Картирование метаболитов на основе их химической структуры с применением программы Cytoscape в сочетании с количественной интерпретацией, показало, что большая часть органического вещества сосредоточена, в первую очередь, в углеродных скелетах жирных кислот и терпенов, а также сахаров и структурно сходных с ними соединений.

  • АНАЭРОБНЫЕ БАКТЕРИИ, УЧАСТВУЮЩИЕ В ДЕГРАДАЦИИ АРОМАТИЧЕСКИХ СУЛЬФОНАТОВ ДО МЕТАНА

    АКИМЕНКО В.К., ЛАУРИНАВИЧЮС К.С., РЫЖМАНОВА Я.В., ЧУВИЛЬСКАЯ Н.А., ЩЕРБАКОВА В.А. — 2015 г.

    Получен анаэробный консорциум микроорганизмов, разрушающий бензол- и п-толуолсульфонаты с образованием метана и жирных кислот. Выделены в чистые культуры и охарактеризованы три штамма анаэробных спорообразующих бактерий Сlostridium spp., а также сульфатвосстанавливающая бактерия Desulfovibrio sp. Филогенетический анализ полученных последовательностей генов 16S рРНК штаммов показал, что чистые культуры штаммов клостридий 14, 24 и 21 близки Clostridium lituseburense DSM 797T, C. sartagoforme DSM 1292T и C. pascui DSM 10365T, а сульфатредуцирующий штамм SR1 генотипически наиболее близок Desulfovibrio aminophilus ALA-3T. Предварительная характеристика выделенных бактерий позволяет предположить, что это новые виды родов Clostridium и Desulfovibrio, отличительной особенностью которых является способность включать в свой метаболизм ароматические сульфонаты.

  • АНТИМИКРОБНАЯ АКТИВНОСТЬ ШТАММОВ ГРИБОВ РОДА TRICHODERMA ИЗ СРЕДНЕЙ СИБИРИ

    КУВАРИНА А.Е., КУРАКОВ А.В., РОГОЖИН Е.А., САДЫКОВА В.С. — 2015 г.

    Изучена антибиотическая активность у 42 штаммов 8 видов рода Trichoderma – T. asperellum, T. viride, T. hamatum,T. koningii, T. atroviride, T. harzianum, T. citrinoviride и T. longibrachiatum, выделенных из различных экотопов Сибири. Показаны различия между представителями этих видов по степени проявления ими антибактериальной и антигрибной активности. Отобран штамм T. citrinoviride TV4-1 с высокой активностью и широким спектром действия по отношению к условно-патогенным и патогенным грибам рода Aspergillus и Candida albicans, бактериям, включая метицилинрезистентный золотистый стафилококк, и опухолевым клеткам. Согласно данным масс- и ИК-спектрометрии и спектру биологического действия наиболее вероятными активными соединениями в экстрактах культуральной жидкости штамма являются пептаиболы.

  • АНТИРАДИКАЛЬНЫЕ СВОЙСТВА ЭФИРНЫХ МАСЕЛ И ЭКСТРАКТОВ ГВОЗДИКИ И ДУШИСТОГО ПЕРЦА

    АЛИНКИНА Е.С., МЕДВЕДЕВА И.Б., МИШАРИНА Т.А. — 2015 г.

    В модельных реакциях со стабильным свободным 2,2-дифенил-1-пикрилгидразил-радикалом изучены антирадикальные свойства эфирных масел и экстрактов, полученных из бутонов цветов гвоздичного дерева Eugenia caryophyllata Thumb. и плодов дерева семейства миртовых Pimenta dioica (L.) Meriff., и сопоставлены со свойствами синтетического антиоксиданта ионола. Эфирные масла гвоздики и душистого перца имели близкий качественный состав основных компонентов, но различались по количественному содержанию. Основным соединением с высокой антирадикальной активностью в изученных препаратах был эвгенол. Скорости реакций эфирных масел и экстрактов с радикалом были практически одинаковы и вдвое больше, чем скорость реакции ионола. Величины антирадикальной эффективности были близки между собой для эфирных масел и вдвое выше, чем для экстрактов и ионола. Показано синергетическое влияние компонентов эфирного масла и экстракта душистого перца на величину антирадикальной эффективности.

  • АНТИСТРЕССОВЫЕ СИСТЕМЫ ДРОЖЖЕЙ YARROWIA LIPOLYTICA (ОБЗОР)

    АРИНБАСАРОВА А.Ю., БИРЮКОВА Е.Н., МЕДЕНЦЕВ А.Г. — 2015 г.

    В обзоре рассмотрены собственные и литературные данные об адаптационном ответе микроскопических грибов Yarrowia lipolytica на различные стрессовые воздействия. Обсуждается однотипность ответа клеток на все стресс-факторы.

  • АЭРОБНЫЕ МЕТИЛОБАКТЕРИИ – ПЕРСПЕКТИВНЫЕ ОБЪЕКТЫ СОВРЕМЕННОЙ БИОТЕХНОЛОГИИ (ОБЗОР)

    ДОРОНИНА Н.В., ТОРГОНСКАЯ М.Л., ТРОЦЕНКО Ю.А., ФЕДОРОВ Д.Н. — 2015 г.

    Обобщены экспериментальные данные последнего десятилетия о метаболических особенностях аэробных метилобактерий и перспективах их использования в различных сферах современной биотехнологии, в том числе с применением методов генной инженерии.

  • БАКТЕРИАЛЬНЫЕ МЕМБРАННЫЕ ВНЕКЛЕТОЧНЫЕ НАНОВЕЗИКУЛЫ: СТРОЕНИЕ, БИОГЕНЕЗ, ФУНКЦИИ, ИСПОЛЬЗОВАНИЕ В БИОТЕХНОЛОГИИ И МЕДИЦИНЕ (ОБЗОР)

    ЛУСТА К.А. — 2015 г.

    В обзоре рассматриваются нановезикулы различных типов бактерий, их строение и состав, биогенез, механизмы секреции, условия образования и выделения, функции, участие в патогенезе, а также использование в биотехнологии и медицине.

  • БИОДЕГРАДАЦИЯ НЕФТИ МИКРОБНО-РАСТИТЕЛЬНЫМИ АССОЦИАЦИЯМИ

    БОРОНИН А.М., ВЕТРОВА А.А., ИВАНОВА А.А., ФИЛОНОВ А.Е. — 2015 г.

    Изучены деградация углеводородов нефти растительно-микробными ассоциациями, а также особенности взаимодействия между участниками процесса – микроорганизмами в составе консорциума и растениями, с которыми они ассоциированны. Показано, что микроорганизмы-деструкторы, входящие в состав консорциума: Rhodococcus erythropolis S26, Acinetobacter baumannii 1B, Acinetobacter baumannii 7 и Pseudomonas putida F701, эффективны в отношении деградации нефти и являются хорошими колонизаторами корней растений (ячменя). При совместном применении ассоциации микроорганизмов и растений эффективность деградации нефти возрастала.

  • БИОЛОГИЧЕСКИ АКТИВНЫЕ ПЕПТИДЫ ГЕПАТОПАНКРЕАСА КАМЧАТСКОГО КРАБА

    БЕРЕЗИН Б.Б., БОГДАНОВ В.В., ИЛЬИНА А.П., ЯМСКОВ И.А., ЯМСКОВА В.П. — 2015 г.

    Выделенные из гепатопанкреаса камчатского краба Paralithodes camtschaticus вещества пептидной природы проявляли физико-химические свойства, мембранотропную и специфическую активности, сходные c мембранотропными гомеостатическими тканеспецифическими биорегуляторами, ранее обнаруженными в различных тканях млекопитающих и растений. Продемонстрировано их биологическое действие на ткани позвоночного на модели роллерного органотипического культивирования ткани печени тритона Pleurodeles waltl.

  • БИОЛОГИЧЕСКИ АКТИВНЫЕ ПЕПТИДЫ, ВЫДЕЛЕННЫЕ ИЗ УКРОПА ПАХУЧЕГО ANETHUM GRAVEOLENS L

    БУРДИНА А.В., ИЛЬИНА А.П., КУЛИКОВА О.Г., МАЛЬЦЕВ Д.И., ЯМСКОВ И.А., ЯМСКОВА В.П. — 2015 г.

    Из листьев укропа пахучего Anethum graveolens L. выделена смесь пептидов с молекулярными массами 1000–2000 Да, которые в сверхмалых дозах проявляли in vitro мембранотропную активность по отношению к культуре гепатоцитов мыши. Было установлено, что растительные пептиды в водном растворе образовывали крупные наноразмерные частицы размером примерно 90 нм, обладающие вторичной структурой, которая преимущественно состояла из ?-структур и статистического клубка. На модели роллерного органотипического культивирования печени тритона показано, что в сверхмалых дозах пептиды, выделенные из A. graveolens, in vitro оказывали влияние на размер площади пигментированных клеток печени амфибии, являющихся аналогом Купфферовских клеток печени млекопитающих. Это указывало на их участие в гепатопротекторном действии A. graveolens.

  • БИОСЕНСОРЫ И БИОТОПЛИВНЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ: ИССЛЕДОВАНИЯ, ОРИЕНТИРОВАННЫЕ НА ПРАКТИЧЕСКОЕ ПРИМЕНЕНИЕ (ОБЗОР)

    РЕШЕТИЛОВ А.Н. — 2015 г.

    Обсуждаются работы по созданию биосенсорных анализаторов микробного и ферментного типов, а также микробных биотопливных элементов для потенциального практического применения.

  • БИОСИНТЕЗ ВТОРИЧНЫХ МЕТАБОЛИТОВ МЕТАНОТРОФАМИ: БИОХИМИЧЕСКИЕ И ГЕНЕТИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ (ОБЗОР)

    БЕСЧАСТНЫЙ А.П., БУТ С.Ю., МУСТАХИМОВ И.И., РЕШЕТНИКОВ А.С., РОЗОВА О.Н., ТРОЦЕНКО Ю.А., ХМЕЛЕНИНА В.Н. — 2015 г.

    В обзоре суммированы представления о метаболическом потенциале метанотрофов как продуцентов биополимеров, альтернативного биотоплива, биопротекторов и других вторичных метаболитов. Приведены примеры современных ‘омик-технологий, используемых для генно-инженерного конструирования эффективных метанотрофных продуцентов.

  • БИОСИНТЕЗ ИЗОЛИМОННОЙ КИСЛОТЫ ДРОЖЖАМИ YARROWIA LIPOLYTICA И ЕГО РЕГУЛЯЦИЯ

    АЛЛАЯРОВ Р.К., КАМЗОЛОВА С.В., ЛАПТЕВ И.А., ЛУНИНА Ю.Н., МОРГУНОВ И.Г., ПУНТУС И.Ф., САМОЙЛЕНКО В.А. — 2015 г.

    Изучен биосинтез изолимонной кислоты из рапсового масла дрожжами Yarrowia lipolytica и его регуляция. Установлена принципиальная возможность направленного биосинтеза дрожжами Y. lipolytica изолимонной кислоты с минимальным содержанием побочного продукта – лимонной кислоты на среде, содержащей рапсовое масло. В результате УФ-облучения и обработки N-метил-N-нитро-N-нитрозогуанидином (НГ) природных штаммов Y. lipolytica и последующей селекции на средах с ацетатом и изоцитратом получен мутант Y. lipolytica УФ/НГ, который синтезировал изоцитрат и цитрат в соотношении 2.7 : 1, в отличие от исходного штамма, у которого это соотношение – 1 : 1. Показано, что ингибирование изоцитрат-лиазы – ключевого фермента метаболизма изолимонной кислоты, итаконовой кислотой приводило к увеличению синтеза изоцитрата до соотношения изоцитрат : цитрат 6 : 1. При выращивании мутанта Y. lipolytica УФ/НГ в полупромышленном ферментере в присутствии итаконовой кислоты синтезировалось 88.7 г/л изолимонной кислоты с выходом 90%.

  • БИОСИНТЕЗ НИЗКОМОЛЕКУЛЯРНЫХ БИОЛОГИЧЕСКИ АКТИВНЫХ СОЕДИНЕНИЙ ГРИБАМИ РОДА PENICILLIUM (ОБЗОР)

    АНТИПОВА Т.В., ЖЕЛИФОНОВА В.П., КОЗЛОВСКИЙ А.Г. — 2015 г.

    Обобщены новые данные о биосинтезе экзометаболитов у грибов рода Penicillium. Исследование креативных видов и видов, выделенных из экстремальных экотопов, позволило описать ряд новых биологически активных соединений. Показано, что биосинтез алкалоидов начинается с первых суток культивирования грибов и протекает параллельно их росту. Метаболиты поликетидной природы синтезируются по идиофазной кинетике. Обсуждаются механизмы регуляции биосинтеза перспективных биоактивных соединений.