Исследовательская группа из ТюмГУ и Тюменского научного центра СО РАН под руководством академика РАН Владимира Мельникова оценила влияние температуры на рост и ферментативную активность бактерии рода Bacillus, выделенных из мерзлых отложений.

Исследовательская группа из ТюмГУ и Тюменского научного центра СО РАН под руководством академика РАН Владимира Мельникова оценила влияние температуры на рост и ферментативную активность бактерии рода Bacillus, выделенных из мерзлых отложений.

Интерес человека к бактериям не в последнюю очередь связан с синтезом ими ферментов - белков, ускоряющих химические реакции. Так, протеазы ответственны за расщепление сложных белков, липазы - жиров, а пектиназы - сложных углеводов.

Несмотря на широкое применение бактериальных ферментов в пищевой, текстильной, фармацевтической и других областях, их использование имеет существенные недостатки. Например, нежелательные химические реакции, количество которых увеличивается вместе с повышением температуры.

Не так давно ученые обратили внимание на бактерии, способные существовать в экстремальных условиях. К их числу можно отнести психротрофных бактерий, живущих при низких температурах. Психротрофы могут решить недостатки, связанные с получением бактериальных ферментов. Проблема лишь в том, что их биология и потенциал использования мало изучены.

Исследовательская группа выделила из мерзлых отложений Западной Сибири девять штаммов бактерии рода Bacillus: B. megaterium, B. cereus, B. simplex и B. subtilis.

Ученые сравнили адаптацию и рост культур при температурах в 5 °С, 22 °С и 45 °С. Оказалось, при температуре 22 °С культуры растут с наибольшей скоростью. Культивирование при 5 °С значительно замедляет рост бактерий, но позволяет достичь наибольшей плотности клеток. При высокой температуре 45 °С культура бактерий растет столь стремительно, что не успевает достичь сравнимых показателей.

На следующем этапе исследования авторы оценили влияние указанных температур на ферментативную активность: каталазную, дегидрогеназную, липазную, амилазную и протеазную.

Каталазная активность для большинства бактерий была максимальна при 5 °С и уменьшалась с повышением температуры. Аналогичная картина наблюдалась и в случае с другим ферментом - дегидрогеназой: максимальная активность при 5 °С, 22 °С и 45 °С составила 0.165 мг/(мл? сут), 0.112 мг/(мл? сут) и 0.005 мг/(мл? сут) соответственно.

Наилучшие показатели липазной активности обнаружены при температурах 5 °С и 22 °С. Отмечается, что высокой липазной активностью при 5 °C характеризовались штаммы B. cereus, а при 22 °С - штаммы B. megaterium и B. subtilis. В случае с активностью?-амилазы высокие показатели при 5 °С и 22 °С имели только штаммы B. cereus.

Из числа прочих штаммов лишь B. megaterium 629 показал высокую амилазную активность при 5 °С. Стоит заметить, что высокая активность протеаз у изучаемых культур была менее редким явлением. При 22 °C она отмечена сразу у трех штаммов: B. megaterium 206, Bacillus sp. 3M и B. subtilis 948P. При температуре 5 °С наибольшую протеазную активность продемонстрировали два штамма - B. cereus и B. simplex 948P-1.

В результате исследований установлено, что оптимальными для роста бактериальных штаммов рода Bacillus являются температуры в пять и 22 °С. Эта закономерность относится и к активности ферментов, которая уменьшается с повышением температуры до 45 °C. По мнению авторов, активный синтез ферментов - универсальный механизм жизнедеятельности в условиях низких температур.

Авторы подчеркивают, что эта работа расширяет представление не только о пределах толерантности для роста и ферментативной активности микробиоты из мерзлоты к действию температурного фактора, но и об ее применении в прикладных биотехнологических исследованиях.

Naked Science

Похожие новости

  • 20/06/2018

    РФФИ и правительство ЯНАО поддержали восемь научных проектов в области экологии, геокриологии, биологии и социологии

     В рамках грантов Российского фонда фундаментальных исследований и правительства ЯНАО на Ямале в 2018 году будет реализовано восемь научных проектов в области экологии, геокриологии, биологии и социологии.
    318
  • 09/02/2017

    От тюменских ученых ждут практических разработок

    ​Одной из них станет очистка воды из минеральных источников, которых в Тюменской области огромное количество. Перед тюменскими учеными встают практические задачи, решение которых поможет региону развиваться.
    831
  • 10/11/2018

    Орнитологи рассказали об опасности глобального потепления для птиц в Арктике

    ​Глобальное потепление негативно скажется на численности куликов в Арктике. К такому выводу пришла международная группа ученых, в которую входит орнитолог МГУ имени М.В. Ломоносова, информирует пресс-служба университета.
    53
  • 19/09/2017

    Исследователи животного мира почв со всего мира собрались в ТюмГУ

    ​Пятая Полевая Школа по почвенной зоологии и экологии для молодых ученых проходит с 18 по 22 сентября на базе практик "Лукашино" Тюменского государственного университета. В рамках проекта будет обсуждаться методический инструментарий при работе с беспозвоночными животными - обитателями почв: использование световой и электронной микроскопии, современных методов фаунистических и синэкологических исследований.
    1052
  • 21/12/2017

    Байкал хотят зажать в метровых тисках

    Ужесточать диапазон колебаний уровня озера было бы непродуманным и необоснованным решением, считают ученые. Общественники выступают против проекта постановления правительства РФ, которое разрешит Росводресурсам регулировать уровень озера Байкал в зависимости от условий водности.
    487
  • 21/11/2017

    БЦБК: больше вопросов, чем ответов

    В Байкальске уже четыре года как закрыт целлюлозно-бумажный комбинат, но его страшное наследие никуда не исчезло. Шлам-лингин - остатки переработки древесины - хранится в огромных резервуарах и требует немедленной утилизации.
    674
  • 04/05/2017

    Спецвыпуск журнала «Вестник РФФИ» посвящен озеру Байкал

    ​Очередной темой спецвыпуска журнала «Вестник Российского фонда фундаментальных исследований» стало озеро Байкал. Предыдущие два выпуска издания были посвящены вулканам Камчатки и Долине гейзеров в Кроноцком заповеднике.
    1753
  • 30/01/2018

    При обсуждении проблем Байкала эмоции не должны превалировать над фактами

    ​О Байкале сказано и написано немало. Начиная от восторженных публикаций о том, что Байкал – кладовая природных ресурсов (с чем не поспоришь) и колодец планеты (к этому образу тоже, как говорится, не придерешься) до грустных сентенций на тему «великое море уже обмелело» (полная чушь).
    560
  • 23/08/2017

    Ученые и студенты со всего мира исследуют Байкал

    ​Студенты и ученые из России, Японии и Франции исследуют дно Байкала. Их находка поможет пополнить природные богатства еще на долгие годы. Здесь нет льдов, белых медведей и пингвинов, но для будущих исследователей Арктики Байкал - словно тренировочный полигон.
    1002
  • 11/08/2017

    Арнольд Тулохонов: власть начала понимать, что решение природоохранных задач решает и экономические проблемы

    ​Арнольд Тулохонов, научный руководитель Байкальского института природопользования СО РАН, считает, что "власть сдвинулась. Начала понимать, что решение природоохранных задач, это есть решение экономических задач".
    762