Зміст

	Стор.
РЕФЕРАТ...............................................................................................................	5
ПЕРЕЛІК УМОВНИХ ПОЗНАЧЕНЬ...................................................................	6
ВСТУП.......................................................................................................……….	7
ОГЛЯД ЛІТЕРАТУРИ	9
РОЗДІЛ 1. БІОТЕХНОЛОГІЧНИЙ ПОТЕНЦІАЛ БАКТЕРІЙ РОДУ NOCARDIA…………………………………………………………………...…...	9
1.1. Виділення та ідентифікація біотехнологічно-перспективних штамів роду Nocardia................................................................................	9
1.2. Використання представників роду Nocardia у деградації нафтових забруднень…………………………………………………………………..	11
1.2.1. Механізми споживання гідрофобних сполук мікроорганізмами……………………………………………………...	12
1.2.1.1. Роль поверхнево-активних речовин у асиміляції вуглеводнів…………….….………………………..…………….	12
1.2.1.2. Гідрофобність клітин мікроорганізмів і споживання вуглеводнів.....................................................................................	15
1.2.1.3. Міжфазне споживання гідрофобних сполук, якому сприяють поверхнево-активні речовини………………………..	16
1.2.1.4. Генетичні основи деградації вуглеводнів……………...	16
1.2.2. Деградація аліфатичних вуглеводнів………………………….	17
1.2.3. Деградація ароматичних вуглеводнів…………………………	19
1.2.4. Деградація гетероциклічних сполук…………………………..	23
1.2.5. Біодеградація складових нафти імобілізованими клітинами роду Nocardia………………………………………………………..	24
1.3. Біосинтез практично-важливих метаболітів…………………………	27
1.3.1. Представники роду Nocardia як продуценти антимікробних речовин…………………………………………………………………	27
1.3.2. Біосинтез поверхнево-активних речовин……………………..	33
1.4. Використання поверхневого культивування для отримання цільових продуктів…………………………………………………………	36
1.5. Використання представників роду Nocardia у процесах біотрансформації…………………………………………………………...	38
1.6. Дослідження біосинтезу нокобактину Nocardia farcinica IFM10152……………………………………………………………………	41
Висновки до огляду літератури…………………………………………………	44
ЕКСПЕРИМЕНТАЛЬНА ЧАСТИНА	45
РОЗДІЛ 2. МАТЕРІАЛИ І МЕТОДИ ДОСЛІДЖЕНЬ……………………….	45
2.1.Об’єкти досліджень……………………………………………….	45
2.2. Культивування Nocardia vacсinii К-8………………………………	47
2.3. Визначення параметрів росту і синтезу поверхнево-активних речовин……………………………………………………………………...	48
2.3.1. Концентрація біомаси…………………………………………..	48
2.3.2. Поверхневий натяг……………………………………………………...	48
2.3.3 Експрес-метод кількісного визначення поверхнево-активних речовин……………………………………………………………………………	48
2.3.4. Метод кількісного визначення поверхнево-активних речовин…………………………………………………………………	48
2.3.5. Емульгувальні властивості……………………………………..	50
2.3.6. Якісна реакція на гліцерин……………………………………..	50
2.4. Визначення хімічного складу поверхнево-активних речовин за допомогою тонкошарової хроматографії……………………...………….	50
2.5. Статистична обробка експериментальних результатів……………...	53
РОЗДІЛ 3. ВПЛИВ ОРГАНІЧНИХ КИСЛОТ НА СИНТЕЗ ПОВЕРХНЕВО-АКТИВНИХ РЕЧОВИН ШТАМОМ NOCARDIA VACCINII K 8 ЗА УМОВ РОСТУ НА ГЛІЦЕРИНІ……………………………………………..…………..	55
3.1 Хімічний склад поверхнево-активних речовин Nocardia vaccinii K 8…………………………………………………………………..	55
3.2. Вибір попередників та синтез поверхнево-активних речовин залежно від моменту їх внесення………………………………………….	59
3.3. Визначення оптимальних концентрацій цитрату й фумарату натрію……………………………………………………………………….	61
3.4. Синтез поверхнево-активних речовин за спільного внесення органічних кислот…………………………………………………………	63
3.5. Вплив регуляції рН на синтез поверхнево-активних речовин……	64
3.6. Вплив якості інокуляту на синтез поверхнево-активних речовин за присутності попередників……………...…………………………………..	66
Висновки до експериментальної частини………………………………………	68
РОЗДІЛ 4 ОХОРОНА ПРАЦІ………………………………………………	69
4.1. Організація служби охорони праці в лабораторії……………………..	69
4.2. Розрахунок штучної освітленості для науково-дослідної лабораторії	77
СПИСОК ВИКОРИСТАНОЇ ЛІТЕРАТУРИ........................................................	80
ДОДАТКИ………………………………………………………………………...	86
Додаток 1.Ксерокопії публікацій…………………………………………..	86
Додаток 2.Статті, подані до друку…………………………………………	125
Додаток 3.Нагороди…………………………………………………………	149

Реферат

Дипломна науково-дослідна робота присвячена дослідженням по інтенсифікації синтезу ПАР штамом Nocardia vacсini К-8 на гліцерині за рахунок внесення екзогенних попередників культивування. Складається із вступу, чотирьох розділів, графічних матеріалів та списку використаної літератури з 49 найменувань. Загальний обсяг роботи - 148 сторінок (з них – 63 сторінки – додатки), 10 рисунків та 11 таблиць. У додатках наведено публікації та нагороди.

Під час проведення досліджень було встановлено, що ПАР, синтезовані N. vacсinii К-8 на гліцерині, за хімічним складом є комплексом нейтральних ліпідів, аміноліпідів та гліколіпідів. Встановлено оптимальний момент внесення та концентрації попередників, що максимально інтенсифікують біосинтетичні процеси N. vacсinii К-8.

Складено аналітичний огляд літератури щодо перспектив використання у біотехнології мікроорганізмів роду Nocardia, зокрема їх здатності до біодеградації, синтезу біологічно-активних сполук та здійснення процесів біотрансформації.

Ключові слова: Nocardia vacсinii К-8, гліцерин, поверхнево-активні речовини, інтенсифікація, біодеградація, біосинтез, хроматографія, цитрат, фумарат.

Перелік умовних позначень

ГКА	глюкозо-картопляний агар
ЛАБ	лінійні алкілбензени
МПА	м'ясо-пептонний агар
ПАР	поверхнево-активні речовини
ПАВ	поліциклічні ароматичні вуглеводні
ТШХ	тонкошарова хроматографія

Вступ

Упродовж останніх років поверхнево-активні речовини є об’єктом інтенсивних теоретичних і прикладних досліджень, що зумовлено їх можливим практичним використанням в промисловості, а також для очищення навколишнього середовища [1, 2, 3]. Перевагами ПАР мікробного походження перед синтетичними аналогами є їх біодеградабельність, стійкість у екстремальних умовах, різноманітна біологічна активність та нетоксичність [1, 3]. Такі їх властивості, як здатність до емульгування, зниження поверхневого та міжфазного натягу, дозволяють сподіватися на можливість їх використання для вирішення ряду глобальних проблем, таких як загроза екологічної кризи чи вичерпність запасів корисних копалин [4,5].

У попередніх дослідженнях із забрудненою нафтою зразків грунту було виділено штам нафтоокислювальних бактерій, ідентифікований як Nocardia vaccinii K-8 [6]. Пізніше була встановлена здатність цього штаму синтезувати сполуки з поверхнево-активними і емульгувальними властивостями під час росту на гідрофобних (гексадекан, рідкі парафіни) і гідрофільних субстратах (глюкоза, етанол, гліцерин) [7, 8]. Слід зазначити, що в літературі дуже мало відомостей про синтез поверхнево-активних речовин (ПАР) представниками роду Nocardia, а здатність до синтезу метаболітів з поверхнево-активними і емульгувальними властивостями під часу росту бактерій цього роду на гідрофільних субстратах було встановлено вперше. Гідрофільні субстрати значно дешевші і технологічніші за гідрофобні, зокрема привертає увагу гліцерин, адже він із є відходом виробництва.

Для N. vaccinii K-8, на відміну від R. erythropolis EK-1 та A. calcoaceticus К-4 [1, 9], ще не було проведено визначення хімічного складу, а це є необхідною умовою розробки біотехнології для даного штаму, зокрема вибору екзогенних попередників культивування, які потенційно здатні інтенсифікувати синтез ПАР.Внесення екзогенних фумарату і цитрату дало змогу суттєво інтенсифікувати синтез ПАР штамами Rhodococcus erythropolis EK-1 та Acinetobacter calcoaceticus К-4 [10, 11]

Отже, мета даної роботи – визначення хімічного складу поверхнево-активних речовин та дослідження можливості інтенсифікації синтезу поверхнево-активних речовин під час росту N. vaccinii K-8 на гліцерині за присутності попередників .