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

ЕРЁМИНА Л.С., ИВАНОВ А.В., КОВАЛЁВ Л.И., КОВАЛЁВА М.А., САДЫХОВ Э.Г., ШИШКИН С.С. — 2014 г.

В обзоре кратко представлены материалы по накоплению арсенала протеомных технологий, которые в 2006–2013 гг. стали активно применяться для изучения мышечных белков сельскохозяйственных животных, используемых в мясной промышленности. Отмечено, что основные направления в таких исследованиях связаны с определением изменений мышечных белков в процессах посмертного автолиза, а также с поиском видоспецифичных и других белковых биомаркеров. Рассмотрены отдельные разработки методов контроля за состоянием мышечных белков на основе протеомных исследований. Проанализированный опыт позволяет сделать заключение о перспективности развития данного направления для решения ряда актуальных вопросов прикладной биохимии.

АСАФОВА Е.В., ЗИЯТДИНОВА Г.К., ИЛЬИНСКАЯ О.Н., КАРТУНОВА Ю.Е., ЯРУЛЛИНА Д.Р. — 2014 г.

После инокуляции корней пшеницы суспензией бактерий Lactobacillus plantarum в листьях обнаружено нивелирование окислительного стресса, регистрируемого по накоплению Н2О2 и малонового диальдегида. При определении вклада бактериального NO в развитие стресс-реакции растений выявлены активация каталазы и повышение интегральной антиоксидантной емкости в проростках, обработанных лактобациллами с индуцированным синтезом NO. Таким образом, впервые показано, что лактобациллы оказывают влияние на защитно-приспособительные реакции растений при стрессе, в том числе при участии оксида азота.

МИЛЬКО Д.М., МИЛЬКО Е.С. — 2014 г.

Изучены рост и состав популяции при длительном периодическом культивировании (до 50 сут) моно- и смешанных культур S- и М-диссоциантов Pseudomonas aeruginosa или R- и М-диссоциантов Rhodobacter sphaeroides без дополнительного внесения питательных веществ. При выращивании P. aeruginosa на минеральной среде с глюкозой периодический лизис и последующее возобновление роста поликультуры в позднюю стационарную фазу происходили за счет М-диссоцианта, изменение численности которого соответствовало изменению общего количества клеток ассоциации. Показано, что периодическое появление в среде редуцирующих сахаров предшествовало возобновлению роста поликультуры. Периодический вторичный рост смешанной культуры фотосинтезирующих бактерий R. sphaeroides происходил за счет быстрорастущих R-клеток, следовавший за лизисом части популяции R-диссоцианта. В монокультуре М-диссоцианта R. sphaeroides R-клетки обнаруживались в течение всего времени культивирования, составляя 1–10% популяции вне зависимости от ее численности, что, вероятно, соответствовало частоте возникновения этого диссоцианта. В монокультуре R-диссоцианта М-клетки выявлялись только после 26 сут, при этом их количество постепенно увеличивалось и к концу культивирования составляло половину популяции. Совместный рост диссоциантов по сравнению с монокультурами приводил к увеличению биомассы и ускорению роста бактерий, что важно в природных условиях для быстрого освоения новых мест обитания. Клетки обоих видов бактерий лизировались при длительном культивировании экзопротеиназами, выделяемые тонкостенными клетками М-диссоцтантов.

БАЛАХОНОВ С.В., БЕЛОВА Е.В., БЕЛЬКОВА С.А., ДЕНТОВСКАЯ С.В., ИВАЩЕНКО Т.А., ИГНАТОВ С.Г., ШЕМЯКИН И.Г. — 2014 г.

Разработана иммуноферментная моноклональная тест-система для определения V антигена Yersinia pestis, которая по чувствительности и специфичности соответствует требованиям, предъявляемым к медицинским иммунобиологическим препаратам для идентификации возбудителей особо опасных инфекций. Определена чувствительность тест-системы, показана ее высокая специфичность, тест-система не выявляла клетки близкородственных (4 штамма Y. pseudotuberculosis, 3 штамма Y. enterocolitica) и гетерологичных штаммов микроорганизмов. Разработанная тест-система выявляла V антиген в концентрации до 2 нг/мл в клетках девяти опытных культур Y. pestis. Полученный препарат может быть рекомендован для лабораторной диагностики чумы.

АБИЗГИЛЬДИНА Р.Р., БУРХАНОВА Г.Ф., МАКСИМОВ И.В., СОРОКАНЬ А.В. — 2014 г.

Изучено влияние последовательного воздействия 5 ? 10-5 М салициловой (СК) или 1 ? 10-7 М жасмоновой (ЖК) кислоты и штамма эндофитной бактерии Bacillus subtilis 26Д на активность пероксидазы и транскрипцию гена изопероксидазы М21334 растений картофеля (Solanum tuberosum L.), а также формирование у них устойчивости к возбудителю фитофтороза Phytophthora infestans (Mont.) de Bary. Обнаружено, что если индивидуальное применение ЖК или Bacillus subtilis 26Д и последовательное воздействие СК и B. subtilis 26Д были наиболее эффективными в защите растений от патогена, то последовательное использование ЖК и B. subtilis 26Д резко подавляло их устойчивость. Полученные результаты указывают на необходимость строгого соблюдения регламента при использовании СК и ЖК, а также биопрепаратов на основе живых бактерий, в качестве современных средств защиты растений со свойствами иммуномодуляторов, запускающих определенные сигнальные пути, зачастую интерферирующие между собой.

ГРУНИНА Т.М., ДОМОГАТСКИЙ С.П., КАРЯГИНА А.С., ЛУНИН В.Г., ОСИДАК Е.О., ОСИДАК М.С., ПОРТНАЯ Т.С., СИВОГРИВОВ Д.Е., СОБОЛЕВА Л.А. — 2014 г.

В работе исследована кинетика высвобождения rhBMP-2 из коллагенового гидрогеля в присутствии плазмы крови. В ходе исследования впервые было обнаружено, что коллагенсвязывающие белки вытесняют rhBMP-2 из комплекса коллаген-BMP-2. Экспериментально доказано, что именно фибронектин плазмы крови является основным коллагенсвязывающим белком ответственным за вытеснение rhBMP-2. В результате был создан новый коллагеновый гидрогель с включением фибронектина, способный в два раза увеличить время высвобождения rhBMP-2, по сравнению с коллагеновым гидрогелем. Отличительной особенностью разработанного коллаген-фибронектинового матрикса является факт отсутсвия быстрого высвобождения фактора роста в первые три дня, что позволит избежать побочных явлений, возникающих в клинической практике при быстром высвобождении больших количеств rhBMP-2 из коллагенового гидрогеля.

ЗОБНИНА А.Е., ПАДКИНА М.В., ЦЫГАНКОВ М.А. — 2014 г.

Получены модифицированные гены бычьего и куриного гамма-интерферона, кодирующие белки, лишенные в С-концевой части потенциальных сайтов расщепления протеазами. Созданы штаммы дрожжей Pichia pastoris – продуценты укороченных форм бычьего и куриного гамма-интерферона. Показано, что рекомбинантные белки с привнесенными модификациями обладают повышенной стабильностью и при этом сохраняют биологическую активность. Это позволяет использовать созданные штаммы для получения очищенных препаратов бычьего и куриного гамма-интерферона для их применения в ветеринарии.

АХАТОВА А.Р., КАСИМОВА Р.И., ЯРУЛЛИНА Л.Г. — 2014 г.

Проведено сравнение транскрипционной активности генов защитных белков (пероксидазы TC 151917, оксалатоксидазы AJ556991.1, ингибитора протеиназы EU 293132.1) в растениях пшеницы 5 районированных сортов (Омская 35 и 36, Симбирка, Башкирская 26 и Казахстанская 10) при инфицировании возбудителем септориоза Septoria nodorum Berk. Интенсивность развития возбудителя септориоза на листьях оценивали по площади инфекционного пятна в растительных тканях. Величина этого показателя оказалась минимальной у пшеницы сортов Омская 35 и 36 и максимальной – у сортов Симбирка и Казахстанская 10, сорт Башкирская 26 занимал промежуточное положение. По степени транскрипционной активности генов анионной пероксидазы, оксалатоксидазы и ингибитора протеиназы при инфицировании устойчивые к септориозу сорта превосходили чувствительные. Полученные данные свидетельствовали о перспективности использования уровня экспрессии генов AJ556991.1, TC 151917, EU 293132.1 в качестве маркеров для отбора устойчивых форм растений пшеницы.

ДОРОНИНА Н.В., ЕЖОВ В.А., ПОРОШИНА М.Н., ТРОЦЕНКО Ю.А. — 2014 г.

Проведено сравнительное изучение биосинтеза полигидроксибутирата метилобактериями Methylobacterium extorquens G10 и Methyloligella halotolerans С2, реализующими сериновый путь С1-метаболизма. Лимитирование по азоту стимулировало синтез биополимера обеими культурами. Показано, что метилобактерии синтезировали полимеры с разной молекулярной массой, несмотря на сходство путей метаболизма метанола и биосинтеза полигидроксибутирата. При увеличении содержания остаточного азота в среде для культивирования M. extorquens G10 уменьшалась молекулярная масса полимера (250 85 кДа), тогда как M. halotolerans С2 синтезировал высокомолекулярный полимер ( 3000 кДа) независимо от остаточного содержания источника азота. Установлено, что исследуемые метилобактерии использовали метанол-сырец аналогично чистому метанолу, что существенно снижало себестоимость получаемого полигидроксибутирата.

МУХАММЕД А., ХАК И., ХАМИД Ю. — 2014 г.

Поиск альтернативных видов топлива для улучшения экологической ситуации, вызванной использованием дизельного топлива, является актуальной научной проблемой. Исследована возможность получения моноалкильных эфиров жирных кислот c использованием липазы из масляных экстрактов водорослей Cladophora sp., Spirogira sp. и Oedogonium sp. Для оптимизации реакции переэтерификации были исследованы различные условия проведения реакции: изменение температуры реакции, времени перемешивания, соотношения масла и спирта, а также различные доноры алкильной группы. Для проведения реакции переэтерификации в качестве доноров алкильной группы были использованы четыре различных спирта: метанол, этанол, н-пропанол и н-бутанол. Наилучшие результаты были получены при использовании метанола, оптимальные условия реакции – температура 50°C и перемешивание в течение 6 ч. Максимальные выходы биодизельного топлива из Cladophora sp. (75.0%), Spirogyra sp. (87.5%) и Oedogonium sp. (92.0%) были получены при соотношении масло–спирт в реакционной среде 1 : 8.

БАРАНОВА Н.А., ЕГОРОВ Н.С., КРЕЙЕР В.Г., КУРАКОВ А.В., ОСМОЛОВСКИЙ А.А. — 2014 г.

Рассмотрены особенности развития микромицетов и биосинтеза ими ферментов, а также условия, обеспечивающие увеличение секреции ферментов микроскопическими грибами при твердофазном (на природных субстратах и инертных носителях) и поверхностно-мембранном жидкостном способах культивирования. Обсуждаются перспективы и преимущества таких способов культивирования микромицетов в сравнении с глубинными условиями с целью получения внеклеточных ферментов.

ПАББИ С., САХА С., ЧАКДАР H. — 2014 г.

Из диазотрофных цианобактерий Anabaena variabilis CCC421 осаждением сульфатом аммония и последующими диализом и очисткой на колонке с ДEAE-целлюлозой был выделен пигмент фикоцианин с выходом 36% и степенью очистки 2.75. Выделенный фикоцианин состоял из 2 субъединиц массой 17 и 18 кДа, которые были идентифицированы как и ?-субъединицы методами элктрофореза в ПААГ с Na-ДДС и MALDI-TOF. Разработан метод разделения и обнаружения субъединиц фикоцианина из A. variabilis CCC421 с использованием ВЭЖХ на колонке C5 в сочетании с флуоресцентной или фотодиодной детекцией. Флуоресцентный метод обнаружения был более чувствительным по сравнению с фотодиодным. Исследованы адсорбционные и инфракрасные спектры выделенного фикоцианина, получены спектральные характеристика его и ?-субъединиц. Результаты показали, что субъединицы содержали 1 или 2 фикоцианобилиновых группы в качестве хромофоров.

ВОСТРИКОВА Н.Л., ИВАНКИН А.Н., КУЛИКОВСКИЙ А.В., ЧЕРНУХА И.М. — 2014 г.

Изучены условия образования транс-изомеров жирных кислот в зависимости от способа переработки и хранения сырья микробного, животного и растительного происхождения. Показано, что в составе липидов кроме основного транс-изомера – элаидиновой кислоты, обнаруживаются незначительные количества транс-2-гексен-4-иналя, транс-2-формилциклопропанкарбоксилата, метилоктадека-9-ин-11-транс-еноата, транс-2,2-диметил-l,3-(2-пропенил)этилового эфира, транс-9-октадеценовой кислоты, транс-1,5-гептадиена, а также смешанных изомеров метилоктадека-9-ин-11-транс-еноата, метил-9-цис,11-транс-октадекадиеноата, 1-[транс-4-(2-иод-этил)циклогексил]-транс-4-фенил-циклогексана и цис-9,транс-11-октадеценовой кислоты. Наибольший по содержанию транс-компонент – элаидиновая кислота содержалась в нативных объектах различного происхождения в количествах, не превышающих 0.05–0.11%. Сочетание температурной обработки с другими параметрами, прежде всего обработки ферментами, приводило к возрастанию доли транс-изомеров, количество которых, как правило, пропорционально срокам хранения материалов.

АЛЕКСЕЕВА О.В., КАЛЕБИНА Т.С., КУЛАЕВ И.С., САБИРЗЯНОВА Т.А., СЕЛЯХ И.О. — 2014 г.

Исследован экспорт и накопление различных форм инвертазы (КФ 3.2.1.26) в клеточной стенке и культуральной среде дрожжей Candida utilis. Обнаружено, что в клеточной стенке присутствует не экспортируемая в культуральную среду высокомолекулярная CW-форма инвертазы, на треть более гликозилированная, чем описанная ранее экспортируемая S-форма данного фермента. Показано, что одна из двух экспортируемых в культуральную среду форм инвертазы, гликозилированная S-форма, задерживается в клеточной стенке, в то время, как другая, негликозилированная F-форма, в клеточной стенке не обнаруживается. На основании этих результатов, а также данных о динамике распределения фермента в культуральной жидкости и клеточной стенке на разных стадиях роста культуры дрожжей, высказано предположение, что негликозилированная форма экспортируется в культуральную жидкость через зоны аномальной проницаемости клеточной стенки, а гликозилированные формы этого фермента (как экспортируемая, так и неэкспортируемая) данный путь не используют, при этом степень N-гликозилирования является важным фактором, определяющим место конечной локализации фермента.

ГИЛЕП А.А., ДМИТРОЧЕНКО А.Е., ТУРИЯНСКАЯ О.М., УСАНОВ C.A., ЯНЦЕВИЧ А.В. — 2014 г.

Разработана эффективная схема получения рекомбинантной урацил-ДНК-гликозилазы Escherichia coli штамм К12, предназначенной для использования в ПЦР-диагностике, которая позволила добиться высокого выхода целевого продукта при использованием двух стадий его очистки. Ген, кодирующий этот фермент, клонирован в вектор pCWori в одной рамке считывания с шестью остатками гистидина в С-концевой последовательности. С использованием данного вектора и E. coli штамм DH5 создана экспрессионная система “хозяин-вектор” и оптимизированы условия синтеза белка. Для очистки белка использовали металло-аффинную хроматографию с последующим диализом для удаления имидазола. Выход фермента составлял не менее 60 мг целевого белка на 1 л культуральной среды. Соответствие аминокислотной последовательности рекомбинантного и нативного ферментов подтверждено методами “пептидного фингерпринта” и масс-спектрометрического анализа. Предложен экспресс-метод определения активности ферментного препарата. Установлено, что активность 1.0 мг рекомбинантного белка составляла не менее 3 ? 103 ед. Рекомбинантный фермент проявлял наибольшую стабильность при рН 8.0 и ионной силе раствора, равной 200 мМ, и полностью терял активность за 10 мин при 60°С. Хранение в течение 1 г при –20°С приводило к потере не более 30% активности. В ферментном препарате отсутствовала активность ДНКазы. Свободная энергия разворачивания белковой глобулы рекомбинантной урацил-ДНК-гликозилазы равна 23.1 ± 0.2 кДж/моль. Полученные данные свидетельствуют о том, что рекомбинантный фермент можно рекомендовать к использованию в ПЦР-диагностике для предотвращения появления ложных положительных результатов, обусловленных загрязнением реакционной смеси продуктами предшествующих реакций.

СЕРГИЕНКО В.И. — 2014 г.

SRINIVASAN K., SURESHA B.S. — 2013 г.

We have recently reported the beneficial influence of the fungal metabolite nigerloxin, a new aldose reductase inhibitor and a lipoxygenase inhibitor on oxidative stress in streptozotocin induced diabetic rats. In the present study we have investigated the antioxidant potential of nigerloxin in vitro as compared to one of the well known natural antioxidant, curcumin. The fungal metabolite nigerloxin was found to be an effective antioxidant in different in vitro assays including the phosphomolybdenum, 2,2-diphenyl-1-picrylhydrazyl (DPPH.), 2,2-azino-bis(3-ethylbenzothiazoline-6-sulphonic acid) (ABTS.+) and ferric reducing antioxidant power (FRAP) methods. The antioxidant potency of nigerloxin may be attributed to its electron donating nature. The ferric reducing potency of nigerloxin as demonstrated by FRAP assay method was even found to be superior to that of the natural antioxidant curcumin.

CHU J., HANG H.-F., LI W.-J., ZENG W., ZHANG S.-L., ZHUANG Y.-P., ZOU X. — 2013 г.

The physiology of feeding ammonium sulphate in erythromycin biosynthesis phase of Saccharopolyspora erythraea on the regulation of erythromycin A (Er-A) biosynthesis was investigated in 50 L fermenter. At an optimal feeding ammonium sulphate rate of 0.03 g/L per h, the maximal Er-A production was 8281 U/mL at 174 h of growth, which was increased by 26.3% in comparison with the control (6557 U/mL at 173 h). Changes in cell metabolic response of actinomycete were observed, i.e. there was a drastic increase in the level of carbon dioxide evolution rate and oxygen consumption. Assays of the key enzyme activities and organic acids of S. erythraea and amino acids in culture broth revealed that cell metabolism was enhanced by ammonium assimilation, which might depend on the glutamate transamination pathway. The enhancement of cell metabolism induced an increase of the pool of TCA cycle and the metabolic flux of erythromycin biosynthesis. In general, ammonium assimilation in the erythromycin biosynthesis phase of S. erythraea exerted a significant impact on the carbon metabolism and formation of precursors of the process for dramatic regulation of secondary metabolites biosynthesis.

CANEL R.S., DE LA OSA O., LUDEMANN V., WAGNER J.R. — 2013 г.

Due to the structure and the composition of Paecilomyces variotii, the mycelia of this fungus could have potential applications as ingredients in wettable foods. For this use, drying could be employed, justifying the study of thermal behavior of P. variotii. The objectives of this work were to perform a study of thermal behavior of P. variotii isolates, to evaluate the hydration properties of these mycelia and to analyze the effect of different technological parameters on the latter properties. Wet cultures exhibited a wide endothermic transition, with mean values of peak temperature of 61°C and denaturation enthalpy of 4 J/g dry matter. Initial (50°C) and final (80°C) temperatures of the endothermic transition were used to dry the mycelia. Freeze-drying was also assayed. For all dried mycelia, a decrease in denaturation enthalpy between 40 and 50% was observed for drying at 50°C and freeze-drying, and a drastic decrease of almost 100% for drying at 80°C. According to the hydration properties, wet mycelia exhibited water holding capacity (WHC) value of 45 g water/g dry matter. Significant differences among dried mycelia, resulting WHC values in order: 50°C > freeze-dried > 80°C (p < 0.05) were revealed for each P. variotii strain. Fungi obtained by drying at 50°C and by freeze-drying, showed a rapid water absorption (t1/2 < 0.1 min). Ionic strength, pH and particle size of dried mycelia influenced the hydration properties.

GHOLIZADEH A. — 2013 г.

To date, the identification of the novel multifunctional properties of cysteine proteinase inhibitors “known as cystatins” is the great of interests for molecular biologists. The efficient production, purification and correctly folded form of these proteins are the most important requirements for their any basic research. To the best of our knowledge, maltose-binding protein (MBP) fusion tags are being used to overcome the impediment to their heterologous recombinant expression in Escherichia coli as insoluble and bio-inactive inclusion bodies. In the present work, to evaluate the expression efficiency of a cystatin molecule in E. coli cells by using MBP tags, the expression of Celosia cystatin was studied in two different strains of this bacterium. The quantitative analysis results based on the one-step purification yield of the fused product showed the excellency of the E. coli TB1 strain in comparison to E. coli DH5 for the high-level production of active product.