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

KARMAKAR M., RAY R.R. — 2013 г.

The induction of endoglucanase of Rhizopus oryzae PR7 MTCC 9642 has been observed in cultivation medium using a batch-fermentation technique. The effect of various experimental parameters such as use various carbon sources as inducers, concentration of inducer and effect of different additives were investigated. Salicin at concentrations from 0.25 to 0.75% (w/v) was found to bring about a remarkable increase in endoglucanase synthesis when used as a sole carbon source and thought to act as a gratuitous inducer of the enzyme. Endoglucanase activity increased within 24 h after the addition of salicin, reached maximum after 48 h and maintained high level even after 120 h of fungal growth. Repression of enzyme synthesis by glucose could partially be restored by addition of salicin at an early phase of growth. The carboxymethyl cellulose induced enzyme was inhibited by cyclohexamide and ethidium bromide and partially recovered by the salicin which indicated that salicin might act at the transcriptional but not translational level.

BAI F., GENG P., MENG P., QI X., XIE C., ZHENG F. — 2013 г.

The search for the effective and safe -glucosidase and -amylase inhibitors from Actinomycetaceae being antidiabetic agents is actual problem. Twenty one Streptomyces spp. of soil samples collected from different places of China were screened for the ability to produce this kind of inhibitory activities. Fermentation broth of isolated strains had absorbance between 350–190 nm. The Streptomyces strains PW003, ZG636, and ZG731 were characterized by special absorption at 280, 275, and 400 nm, respectively. Ten of the collected actinomycete strains had the ability to inhibit -glucosidase or/and -amylase and the fermentation broth of the same strain had inhibitory activity varied greatly depending on the enzyme source. In the process to screen the leading compounds used as antidiabetic agents, human -glucosidase and -amylase were revealed as the best used in trail compared with the same enzymes from other sources. Active -glucosidase inhibitor was isolated from Streptomyces strain PW638 fermentation broth and identified as acarviostatin I03 by MS and NMR spectrometry. Its IC50 value was 1.25 and 12.23 against human intestinal N-terminal maltase-glucoamylase and human pancreatic -amylase, respectively.

ADHAPURE N.N., DESHMUKH A.M., HAMDE V.S., WAGHMARE S.S. — 2013 г.

With the current rapid developments in technology, there is an increasing accumulation of outdated electronic equipment. The primary reason for this increase is the low rate of recycling due to the complex nature of such waste. Bioleaching offers a promising solution for this problem. Study was conducted on the solubilization of heavy metals from electronic waste (e-waste). For this purpose, a microbial consortium from bauxite and pyrite ore samples was obtained using a simple “top down” approach. Essentially, printed circuit boards (PCB) were obtained and used as representative samples of e-waste. Various concentrations (1–5%) of PCB powder were subjected to bioleaching, and the effects on metal solubilization, changes in pH and concentration of ferrous iron produced were assessed. It was observed that a maximum of 96.93% Cu and 93.33% Zn was solubilized by microbial consortium from 10 g/l of PCB powder, whereas only 10.26% Ni was solubilized from 30 g/l of PCB powder. For lead, only 0.58% solubilization was achieved from 20 g/l of PCB powder. An analysis of the precipitate formed during bioleaching using scanning electron microscopy with energy dispersive x-ray analysis revealed the presence of Tin (59.96%), Cu (23.97%), Pb (9.30%) and Fe (5.92%).

AHMAD H., AHMAD S., KHALIQ F.H., MADNI M.A., PERVAIZ I. — 2013 г.

For centuries microbial biotransformation has proved to be an imperative tool in alleviating the production of various chemicals used in food, pharmaceutical, agrochemical and other industries. In the field of pharmaceutical research and development, biotransformation studies have been extensively applied to investigate the metabolism of compounds (leads, lead candidates, etc.) using animal models. The microbial biotransformation phenomenon is then commonly employed in comparing metabolic pathways of drugs and scaling up the metabolites of interest discovered in these animal models for further pharmacological and toxicological evaluation. Microorganisms can conveniently afford drugs difficult obtained via synthesis. The plethora of reported microbial biotransformations along with its added benefits has already invoked further research in bioconversion of novel and structurally complex drugs. This review alternatively discusses the prospect of microbial biotransformation studies as a significant element ameliorating drug discovery and design in terms of cost-effectiveness, environment protection and greater structural diversity as compared to animal models used to study metabolism. To explicate the microbial biotransformation paradigm in drug designing 3 main areas in this aspect have been analyzed: 1 – lead expansion: obtaining pharmacologically improved metabolites from bioactive molecules; 2 – biosynthesis of precursors/intermediates involved in the production of bioactive molecules; 3 – resolution of racemic mixture to obtain enantiomers possessing different pharmacological profiles.

LI M., LIANG B., ZHANG H.Y. — 2013 г.

Twelve low resistant (LR) mutants of Trichoderma harzianum with the capability of grow fast at 0.8 g/mL methyl benzimidazol-2-yl carbamate (MBC) were obtained using UV mutagenesis. MR and HR mutants which could grow fast at 10 and 100 g/mL MBC, respectively, were isolated by step-up selection protocols in which UV-treated mutants were induced and mycelial sector screening was made in plates with growth medium. Subsequently, -tubulin genes of 14 mutants were cloned to describe the molecular lesion likely to be responsible for MBC resistance. Comparison of the -tubulin sequences of the mutant and sensitive strains of T. harzianum revealed 2 new MBC-binding sites differed from those in other plant pathogens. A single mutation at amino acid 168, having Phe (TTC) instead of Ser (TCC), was demonstrated for the HR mutant; a double mutation in amino acid 13 resulting in the substitution of Gly (GGC) by Val (GTG) was observed in -tubulin gene of MR mutant. On the other hand, no substitutions were identified in the -tubulin gene and its 5-flanking regions in 12 LR mutants of T. harzianum.

CHAURASIA P.K., YADAV A., YADAV R.S.S., YADAVA S. — 2013 г.

A laccase from the culture filtrate of Phellinus linteus MTCC-1175 has been purified to homogeneity. The method involved concentration of the culture filtrate by ammonium sulphate precipitation and an anion exchange chromatography on DEAE-cellulose. The SDS-PAGE and native-PAGE gave single protein band indicating that the enzyme preparation was pure. The molecular mass of the enzyme determined from SDS-PAGE analysis was 70 kDa. Using 2,6-dimethoxyphenol, 2,2[azino-bis-(3-ethylbonzthiazoline-6-sulphonic acid) diammonium salt] (ABTS) and 4-hydroxy-3,5-dimethoxybenzaldehyde azine as the substrates, the Km, kcat and kcat/Km values of the laccase were found to be 160 , 6.85 s-1, 4.28 ? 104 M-1 s-1, 42 , 6.85 s-1, 16.3 ? 104 M-1 s-1 and 92 , 6.85 s-1, 7.44 ? 104 M-1 s-1, respectively. The pH and the temperature optima of the P. linteus MTCC-1175 laccase were 5.0 and 45°C, respectively. The activation energy for thermal denaturation of the enzyme was 38.20 kJ/mole/K. The enzyme was the most stable at pH 5.0 after 1 h reaction. In the presence of ABTS as the mediator, the enzyme transformed toluene, 3-nitrotoluene and 4-chlorotoluene to benzaldehyde, 3-nitrobenzaldehyde and 4-chlorobenzaldehyde, respectively.

BAJORIA V.D., GAWAI K.R., LINGOJWAR D.P., MISAL S.A. — 2013 г.

Nitroaromatic compounds are toxic to living organisms. Most of them exhibit human mutagenic and carcinogenic potential. Biotransformation and bioremediation processes can convert these compounds into non-toxic compounds. Acclimatization of bacterial strain Aquiflexum sp. DL6 with nitro-aromatics resulted in significant induction of nitroreductase (EC 1.5.1.34). The enzyme was purified by the combination of DEAE-cellulose and Sephadex G-100 column chromatography with 80-fold purification and 22% yield. Molecular weight of purified nitroreductase was estimated to be 29 kDa by SDS-PAGE. The enzyme characteristics were explored by varying the pH and temperatures, and the optimum activity was found at pH 9.5 and 40°C. It was revealed that the substrate specificity of nitroreductase of Aquiflexum sp. DL6 was wide for the most of the tested nitro-aromatic compounds. The kinetic parameters like Michaelis constant and velocity maxima were determined with o-nitrophenol and NADH as substrates.

ANAND G., DUBEY A.K., YADAV D., YADAV S. — 2013 г.

An indigenously isolated fungal strain Aspergillus flavus MTCC 10938 was subjected to pectin lyase (PNL) production under submerged fermentation conditions. The enzyme was purified to homogeneity from the culture filtrate of the fungus involving concentration by ultrafiltration, anion exchange chromatography on DEAE cellulose and gel filtration chromatography on Sephadex G-100. The purified PNL gave a single protein band in SDS-PAGE analysis with a relative molecular mass corresponding to 50 kDa. Using citrus pectin as the substrate the Km and kcat values of the enzyme lyase were obtained as 1.7 mg/mL and 66 s-1, respectively. The optimum pH of the purified PNL from A. flavus MTCC 10938 was 8.0 and up to 90% of its activity retained in the pH range from 3.0 to 11.0 after 24 h incubation. The optimum temperature of the purified enzyme was revealed at 55°C and it was completely stable up to 40°C when exposed for 30 min. The purified A. flavus MTCC 10938 PNL showed efficient retting of Crotalaria juncea fibres.

GAO F., SHI L., XU L.-X. — 2013 г.

Protein refolding is still a puzzle in the production of recombinant proteins expressed as inclusion bodies (IBs) in Escherichia coli. Gradient size exclusion chromatography (SEC) is a recently developed method for refolding of recombinant proteins in IBs. In this study, we used a decreasing urea gradient SEC for the refolding of recombinant human interferon -2a (rhIFN -2a) which was overexpressed as IBs in E. coli. In chromatographic process, the denatured rhIFN -2a would pass along the 8.0–3.0 M urea gradient and refold gradually. Several operating conditions, such as final concentration of urea along the column, gradient length, the ratio of reduced to oxidized glutathione and flow rate were investigated, respectively. Under the optimum conditions, 1.2 ? 108 IU/mg of specific activity and 82% mass recovery were obtained from the loaded 10 ml of 1.75 mg/ml denatured protein, and rhIFN -2a was also purified during this process with the purity of higher than 92%. Compared with dilution method, urea gradient SEC was more efficient for the rhIFN -2a refolding in terms of specific activity and mass recovery.

ВАН H.X., ДУ Ф., НАГ Т.Б. — 2013 г.

Из плодовых тел гриба ежовика гребенчатого Hericium erinaceum выделена и очищена амилаза, сходная по молекулярной массе и N-концевой последовательности аминокислот с ферментом из Bacteroides thetaitaomicron. Схема очистки включала экстракцию фермента из плодовых тел дистиллированной водой, ионообменную хроматографию на ДЭАЭ-целлюлозе, SP-сефарозе и FPLC на Superdex 75. Амилаза H. erinaceum сорбировалась на ДЭАЭ-целлюлозе в 10 мМ трис-HCl буфере, рН 7.4, элюировалась 0.2 М NaCl в том же буфере, на SP-сефарозе в 10 мМ трис-HCl буфере, рН 4.5, элюировалась 0.3 М NaCl в том же буфере. Собранные активные фракции подвергали очистке на FPLC на колонке с Superdex 75. На основании ДДС-ПААГ-электрофореза собранные фракции содержали гомогенный белок с молекулярной массой 55 кДа. Амилаза из H. erinaceum имела оптимум рН 4.6, температурный оптимум 40°C. Активность фермента увеличивалась в присутствии ионов Mn2+ и Fe3+, ингибировалась ионами Hg2+.

ГОРЧЕВ В.Ф., ЕРЕМЕНКО А.М., КОРЧАК Г.И., МИХИЕНКОВА А.И., МУХА Ю.П., СМИРНОВА Н.П., ЧУНИХИН А.Ю. — 2013 г.

Разработаны условия получения стабильных наночастиц серебра размером менее 10 нм при использовании бинарного стабилизатора поливинилпирролидон/додецилсульфат натрия в оптимальных соотношениях. Получены оптические спектры, исследована морфология и зависимость среднего размера наночастиц от количества использованного восстановителя. Коллоидные растворы наносеребра проявляют высокую бактерицидную активность по отношению к штаммам Staphylococcus aureus, Escherichia coli и Pseudomonas aeruginosa, а также фунгицидную по отношению к Candida albicans. Механизм действия наноразмерного серебра на микробную клетку исследовали с помощью лазерного сканирующего конфокального микроскопа с применением флуоресцентной метки. Первый этап антимикробного воздействия на микроорганизмы – разрушение мембраны и проникновение наночастиц серебра внутрь клетки. Показано сохранение стабильности наночастиц и их антимикробного действия на протяжении двух лет.

АЛИНКИНА Е.С., МИШАРИНА Т.А., ФАТКУЛЛИНА Л.Д. — 2013 г.

В модельных реакциях со стабильным свободным 2,2-дифенил-1-пикрилгидразил-радикалом изучены антирадикальные свойства близких по качественному составу, но различающихся по количественному содержанию основных компонентов эфирных масел тимьяна (Thymus vulgare), орегано (Origanum vulgare) и чабера (Satureja hortensis) и сопоставлены со свойствами синтетического антиоксиданта ионола. Скорости реакций компонентов эфирных масел с радикалом были практически одинаковы для эфирных масел и вдвое больше, чем скорость реакции ионола. Величины антирадикальной эффективности также были близки между собой для всех эфирных масел, но на порядок меньше, чем для ионола.

ВОРОБЬЁВА Л.И., НОВИКОВА Т.М., ХОДЖАЕВ Е.Ю., ЧУДИНОВА Е.М. — 2013 г.

В обзоре рассмотрены примеры специфических и глобальных ответов микроорганизмов и особенности стрессовых ответов с участием внеклеточных метаболитов сигнального действия. Обобщена информация о защитном и реактивирующем действии активных экзометаболитов представителей доменов бактерий, архей и эукариот и показаны междоменные перекрестные стрессовые ответы.

БЕЛОЗЕРСКАЯ Т.А., ГЕССЛЕР Н.Н., ЕГОРОВА А.С. — 2013 г.

Обзор посвящен характеристике антрахинонов – группы пигментов хиноидной природы, часто встречающихся у грибов. Рассмотрены распространение антрахинонов у грибов, пути их биосинтеза и биологическая активность.

ДОРОНИНА Н.В., ПЛЕХАНОВА Ю.В., РЕШЕТИЛОВ А.Н., ТРОЦЕНКО Ю.А., ФИРСОВА Ю.Е. — 2013 г.

Клетки бактерий-деструкторов дихлорметана (ДХМ) иммобилизовали сорбцией на различных типах мембран, которые фиксировали на измерительной поверхности pН-чувствительного полевого транзистора. Наличие ДХМ в среде (0.6–8.8 мМ) вызывало изменение выходного сигнала транзистора, обусловленное появлением ионов H+ в среде в результате утилизации ДХМ метилобактериями. Из 4 штаммов метилобактерий – Methylobacterium dichloromethanicum ДМ4, Methylobacterium extorquens ДМ17, Methylopila helvetica ДМ6 и Ancylobacter dichloromethanicus ДМ16 – наиболее высокая и стабильная активность в отношении деградации ДХМ выявлена у штамма M. dichloromethanicum ДМ4. Из 11 типов мембран для иммобилизации клеток в качестве оптимальных носителей выбраны нитроцеллюлозные мембраны типа Millipore и хроматографическая стеклобумага GF/A, позволяющие получать стабильные сигналы биосенсора в течение 2 нед. без замены биорецептора.

АГЕЕВА М.В., БУРОВ А.М., ВЕТЧИНКИНА Е.П., ДЫКМАН Л.А., НИКИТИНА В.Е. — 2013 г.

Показано, что лекарственный базидиомицет Lentinula edodes восстанавливал ионы золота из тетрахлороаурат (III) водорода (тетрахлорозолотая кислота) – HAuCl4 до элементного состояния с образованием сферических наночастиц. При глубинном выращивании культуры в присутствии золотохлористоводородной кислоты было зафиксировано появление интенсивного сиренево-красного окрашивания мицелиальных гиф L. edodes, что может говорить о восстановлении ионов золота до золотых наночастиц. С использованием методов просвечивающей электронной микроскопии и рентгеновской флуоресценции наблюдали накопление коллоидного золота грибным мицелием в виде электронно-плотных сферических наночастиц диаметром от 5 до 50 нм как на поверхности, так и внутри грибных клеток.

ДОРОНИНА Н.В., ЕЖОВ В.А., ТРОЦЕНКО Ю.А. — 2013 г.

Изучено влияние концентрации и времени добавления косубстрата (пентанола) на молекулярную массу (Мм) сополимера полигидроксибутировалерата (ПГБВ), синтезируемого Methylobacterium extorquens G-10 при выращивании на среде с метанолом. Показано, что увеличение концентрации пентанола до 20% в смеси с метанолом стимулировало биосинтез ПГБВ с Мм 1500 кДa и содержанием валерата до 50%, особенно при добавлении пентанола в логарифмической фазе роста культуры. Высокие концентрации пентанола токсичны для продуцента и снижали общий выход ПГБВ. Увеличение Мм до 1500 кДа снижает температуру плавления биополимера (с 172 до 162°С) и степень кристалличности (с 63 до 8%), но повышает его эластичность. Обнаруженная вариабельность свойств ПГБВ значительно расширяет сферы потенциального применения синтезируемых биопластиков.

КРЫЛОВА Н.В., ЛЕОНОВА Г.Н., ЛЯПУН И.Н., ПЛЕХОВА Н.Г., СМИРНОВ И.С., СОМОВА Л.М. — 2013 г.

Приведены результаты исследования метаболизма макрофагов при их заражении вирусами, различающимися по вирулентности. Для оптимизации оценки цитопатогенного действия вирусов на макрофаги предложен индекс реактивности клеток, который позволил выявить степень вирусного воздействия в условных единицах. Применение высокочувствительных методов определения функциональной активности макрофагов и выявление корреляционной связи между ее изменениями и морфологическими особенностями клеток можно отнести к объективным способам индикации не только репродукции вирусов, но и дифференцировки типов и степени их цитопатогенного действия.

ГЛЯНЬКО А.К. — 2013 г.

БУЛГАКОВ В.П., ВЕРЕМЕЙЧИК Г.Н., ГЮНТЕР Е.А., ОВОДОВ Ю.С., ПОПЕЙКО О.В., ШКРЫЛЬ Ю.Н. — 2013 г.

Эспрессия гена rolB приводила к увеличению содержания пектинов в клетках марены сердцелистной (Rubia cordifolia L.), тогда как включение гена rolC вызывало снижение синтеза пектинов, которое зависело от уровня его экспрессии. В результате экспрессии генов rolA, rolB и rolC происходило увеличение содержания арабиногалактана (АГ) в клетках. С увеличением уровня экспрессии генов rolB и rolC происходило более существенное снижение содержания остатков арабинозы в пектине, что сопровождалось ростом активности -L-арабинофуранозидазы в клетках. Кроме того, с увеличением уровня экспрессии гена rolB увеличивалось количество остатков галактозы в пектине, которое было обусловлено снижением активности -галактозидазы в клетках. Снижение содержания остатков галактуроновой кислоты в пектине усиливалось в ряду от rolC к rolB и rolA трансгенов. Независимо от типа гена снижалось содержание остатков арабинозы в AГ. С увеличением уровня экспрессии гена rolB происходило более существенное снижение содержания остатков арабинозы в AГ.