АНАЛІЗ СКЛАДУ ФЕРМЕНТІВ ГРУНТОВИХ СТРЕПТОМІЦЕТІВ

Погорєлова А. М., Соколова І. Є., Виноградова К. О., Гаврилюк В. Г., Скляр Т. В.

МІКРОБІОЛОГІЯ

Наукова стаття

Стрептоміцети вже давно привертають до себе увагу дослідників у галузях промислової мікробіології, біотехнології та генної інженерії як продуценти різноманітних корисних речовин. Зараз майже 17 % біологічно активних вторинних метаболітів мікроорганізмів (близько 7600 із 43000 відомих) виділено саме із стрептоміцетів. Одними з головних сполук, що синтезують стрептоміцети, є ферменти, в тому числі гідролітичні, зокрема протеїнази, амілази, ліпази, целюлази, ДНК-ази, літичні ензими та інші. Літичні ферменти, за дією на субстрат, можна розділити на бактеріолітичні, міко- і дріжджелітичні. Завдяки лабільності ферментативного апарату представники роду Streptomyces мають високу антагоністичну активність, що пригнічує життєдіяльність інших бактерій і грибів. Значний біосинтетичний потенціал та висока гетерогенність стрептоміцетів визначають актуальність пошуку нових продуцентів та поглиблене вивчення відомих культур. У роботі представлені результати дослідження ферментативних активностей диких та селекціонованих штамів стрептоміцетів, виділених з грунтів Дніпропетровської області. При визначенні складу ферментів у культуральній рідині продуцентів було встановлено, що всі досліджувані штами розчинювали клітини B. subtilis і тільки селекціоновані варіанти (S. recifensis 2Р-15, П-29, 2.2 і 5.2) спричиняли лізис клітин S. аureus. Дріжджелітична активність стрептоміцетів була низькою, а у деяких штамів (Streptomyces sp. 35, S. avermitilis АС-2179 і S. recifensis 6.2) вона зовсім не виявлялась. Найбільш активним продуцентом протеїназ був ріфампіцинстійкий варіант S. recifensis 2Р-15. Високу амілолітичну активність продемонстрували варіанти Streptomyces sp. 31, 2Р-15 і П-29. Порівняльний аналіз виходу літичної активності при фракціонуванні ферментів на сефадексі G-75 показав, що найбільш активним є варіант 2.2. Він мав найвищий вихід стафілолітичної активності, як для білків з високою, так і низькою молекулярною масою.

стрептоміцети, літичні ферменти, глікозидази, ендопептидази, протеїнази, амілази, гельфільтрація.

1. Babenko LP, Sokolova IYe. Biosyntetychna aktyvnist transformanta Streptomyces resifensis. Visnyk DNU. 2009;1(7):10-4. [in Ukrainian].
2. Enany S, editоr. Basic Biology and Applications of Actinobacteria. London: IntechOpen Limited; 2018. 122 p. DOI: 10.5772/intechopen.72033
3. Gaydasheva II. Kultivirovanie shtamma Streptomyces lateritius 19/97 M: perspektivyi sozdaniya biopreparata dlya stimulyatsii rosta i zaschityi rasteniy ot bolezney [avtoreferat]. Moskva: Inst. lesa im. VN Sukacheva; 2011. 21 s. [in Russiаn].
4. Jain PK, Jain R, Jain PC. Production of industrially important enzymes by some actinomycetes producing antifungal compounds. Hindustan Antibiot Bull. 2003 Feb-2004 Nov;45-46(1-4):29-33.
5. Kachiprath B, Solomon S, Jayanath G, Philip R. Mangrove microflora as potential source of hydrolytic enzymes for commercial applications. Indian J Geomarine Sci. 2019 May;48(5):678-84.
6. Hopwood DA. Streptomyces in Nature and Medicine: The Antibiotic Makers. New York: Oxford University Press; 2007. 272 p.
7. Theis T, Stahl U. Antifungal proteins: targets, mechanisms and prospective applications. Cell Mol. Life Sci. 2004 Feb;61(4):437-55. DOI: 10.1007/s00018-003-3231-4
8. 8Varbanecz LD, Myshak KV, Macelyux OV, Gudzenko OV, Safronova LA, Pryxodko VO. α-amilazy Bacillus subtilis. Mikrobiol. zhur. 2006;68(2):30-8. [in Ukrainian].
9. Uyar F, Baysal Z, Dog M, Ru V. Purification and some characterization of an extracellular α-amylase from a thermotolerant Bacillus subtilis. Ann Microbiol. 2003 Jan;53(3):315-22.
10. Guglielmetti S, Zanoni I, Balzaretti S, Miriani M, Taverniti V, De Noni I, et al. Murein Lytic Enzyme TgaA of Bifidobacterium bifidum MIMBb75 Modulates Dendritic Cell Maturation through Its Cysteine- and Histidine-Dependent Amidohydrolase/Peptidase (CHAP) Amidase Domain. Appl Environ Microbiol. 2014 Sep;80(17):5170-7. DOI: 10.1128/AEM.00761-14
11. Aktuganov GE, Galimzyanova NF, Melentev AI, Kuzmina LYu. Vnekletochnyie gidrolazyi shtamma Bacillus sp. 739 i ih uchastie v lizise kletochnyih stenov mikromitsetov. Mikrobiologiya. 2007;76(4):471-9. [in Russiаn].
12. Yugina NA, Habibrahmanova AI, Mihaylova EO, Shulaev MV. Proteoliticheskaya aktivnost mikroorganizmov, vyidelennyih iz aktivnogo ila ochistnyih sooruzheniy MUP «Vodokanal» g. Kazani. Vestnik Kazan. teh-go un-ta. 2015;18(19):279-81. [in Russiаn].
13. Abdelwahed NAM, Danial NE, El-Ahmady El-Naggar N, Mohamed AA. Optimization of alkaline protease production by Streptomyces ambofaciens in free and immobilized form. Am J Biochem Biotechnol. 2013 Dec 28;10(1):1-13. DOI: 10.3844/ajbbsp.2014.1.13
14. Shaikh M, Shafique M, Naz S, Jabeen N, Nawaz H, Khan Z, et al. Streptomyces sp. MM-3 from rhizosphere of Psidium Guajava: A potential candidate for protease with dehairing properties. Pak J Bot. 2018;51(2):735-742.
15. Akhtar N, Mahmud ASM, Khan MS, Taznin T, Haque ME, Sultana S. Effects of Cultural Conditions on the Production of Extracellular Protease by Streptomyces albolongus and Streptomyces aburaviensis. Enzyme Engineering. 2013 Jan;2(2):10-5. DOI: 10.4172/2329- 6674.1000110
16. Jayasree D, Tadikamal S, Subba Rao CH, Venkateshwar Rao J, Narasu ML. Enhancement of alkaline protease production isoloated from Streptomyces pulveraceus using response surface methodology. Int J Pharm Pharm Sci. 2012 Jan;4(3):226-31.
17. Karpenko OV. Naukovi zasady stvorennya biotekhnologij poverkhnevoaktyvnykh rechovyn z polifunkcionalnymy vlastyvostyamy [avtoreferat]. Kyyiv: Nacz. kn-t kharch. tekhn; 2015. 44 s. [in Ukrainian].
18. Avizhenis VYu, Savitskayte IM. Nekotoryie svoystva proteoliticheskih fermentov preparatov. Trudyi AN Lit. SSSR ser. V. 1969;2(49):181- 91. [in Russiаn].
19. Doson R, Elliot D, Elliot U, Dzhons K. Spravochnik biohimika. Moskva: Mir; 1991. 544 s. [in Russiаn].
20. Sokolova IYe, Babenko YuS. Vyidelenie i ochistka liticheskih proteinaz iz Streptomyces recifensis var. lyticus 2435. Prikl. biohim. i mikrobiologiya. 1991;27(1):53-60. [in Russiаn].
21. Sokolova IE, Кylochek ТP, Vinnikov AI. A biosinthesis activity of soil streptomycete. Mikrob. zhurnal. 2004;66(6):10-7.

«Вістник проблем біології і медицини» Випуск 4 (158), 2020 рік , 253-259 сторінки, код УДК 57:577.152.34:577.151.5:579:579.6

10.29254/2077-4214-2020-4-158-253-259