Search academic texts

Registration Number

0825U002547, PhD dissertation

Status

Доктор філософії, 162, Біотехнології та біоінженерія

Date

popup.evolution

o

Title

Influence of biological inductors on the antimicrobial and antiadhesive activity of surfactants of Acinetobacter calcoaceticus IMV B-7241

Author

Mykyta Ivanov,

popup.head Tatiana P. Pirog
popup.opponent Olena V. Karpenko
popup.opponent Hanna S. Andriіash
popup.review Svitlana O. Starovoitova
popup.review Nataliia Gregirchak

Description

Дисертація на здобуття освітньо-наукового ступеня доктор філософії за спеціальністю 162 Біотехнологія та біоінженерія. - Національний університет харчових технологій Міністерства освіти та науки України, Київ, 2025. Серед перспективних альтернатив антибіотикам – мікробні поверхнево-активні речовини (ПАР), що є вторинними метаболітами, синтезованими бактеріями, дріжджами та мікроміцетами. Вони не лише знижують поверхневий або міжфазний натяг, а й проявляють широкий спектр біологічної активності щодо патогенів. На відміну від антибіотиків, що діють на специфічні клітинні мішені, ПАР здатні руйнувати мембрани мікробів, порушувати їх прикріплення до поверхонь і блокувати початкову адгезію, що перешкоджає формуванню біоплівок. Доведено, що ПАР, зокрема рамноліпіди та ліпопептиди, ефективно руйнують сформовані біоплівки, ефективно руйнуючи захисний матрикс бактерій. У дослідженнях вони виявились ефективнішими за класичні антибіотики у зменшенні біомаси біоплівки. Така подвійна дія — знищення планктонних культур мікроорганізмів та запобігання або руйнування біоплівок — визначає їхній потенціал у боротьбі з резистентними інфекціями. Важливо розуміти, що мікробні поверхнево-активні речовини зазвичай синтезуються як складні суміші споріднених молекул, а не як окремі сполуки. Точний склад і властивості цих метаболітів можуть суттєво відрізнятися залежно від штаму-продуцента та умов культивування. Через таку мінливість, оптимізація умов ферментації є ключовим аспектом розробки ПАР для практичного використання. Це також означає, що використання біологічних індукторів (один із методів спільного культивування мікроорганізмів) можуть бути використані для сприяння виробництву похідних з підвищеною антимікробною та антиадгезивною активністю. Таким чином, мікробні поверхнево-активні речовини є універсальними вторинними метаболітами, ефективність яких пов'язана не тільки з притаманними їм біологічно активними властивостями, але й з екологічними факторами (можливість використання промислових відходів як субстратів). Дисертаційна робота присвячена дослідженню регуляції біологічної активності (антимікробна, антиадгезивна та роль у руйнуванні бактеріальних та дріжджових біоплівок) поверхнево-активних речовин, синтезованих Acinetobacter calcoaceticus IМВ В-7241 на очищеному гліцерині та відходах виробництва біодизеля разом із біологічними прокаріотичними та еукаріотичними індукторами у різному фізіологічному стані (живі, інактивовані клітини, супернатант). Встановлено, що поверхнево-активні речовини Acinetobacter calcoaceticus IMВ B-7241, синтезовані на гліцерині різного ступеня очищення за наявності індукторів, виявляли значно вищу антимікробну, антиадгезивну та біоплівкоруйнівну активність, ніж препарати, утворені без індукторів. За використання як індуктора Bacillus subtilis БТ-2 синтезувалися ПАР, мінімальні інгібуючі концентрації (МІК) яких проти B. subtilis БТ-2, Staphylococcus aureus БМС-1, Escherichia coli ІЕМ-1 та Pseudomonas sp. МІ-2 становили 0,23–18,4 мкг/мл (контроль 2,8–19,6 мкг/мл). За наявності Enterobacter cloacae C-8 ПАР утворювалися ПАР, які знижували МІК у 3–28 разів, а за внесення Saccharomyces cerevisiae БТМ-1 — до 0,85–19,2 мкг/мл порівняно зі значеннями, встановленими для препаратів, синтезованих без індукторів. Використання як індукторів B. subtilis БТ-2, E. cloacae C-8 та S. cerevisiae БТМ-1 дало змогу отримати ПАР, МІК яких щодо Candida albicans Д-6 та Candida tropicalis PE-2 були нижчими у 1,1–6, 2−14 і 2,5–18,5 разів відповідно, порівняно з контролем. Підвищена антимікробна активність корелювала зі збільшенням у 1,5–2 рази активності NADP⁺-глутаматдегідрогенази — ключового ферменту біосинтезу аміноліпідів, відповідальних за антимікробну активність комплексу ПАР. ПАР, синтезовані за наявності B. subtilis БТ-2, E. cloacae C-8 і S. cerevisiae БТМ-1 знижували адгезію P. vulgaris ПА-12, B. subtilis БТ-2, E. cloacae C-8, S. aureus БМС-1, C. tropicalis PE-2 та C. albicans Д-6 до абіотичних поверхонь у 1,1–5,9, 1,1–1,4 і 1,05–1,7 разів відповідно порівняно з використанням препаратів, утворених без індукторів. Ступінь руйнування бактеріальних (E. coli ІЕМ-1, Pseudomonas sp. МІ-2, S. aureus БМС-1, B. subtilis БТ-2, P. vulgaris ПА-12) та дріжджових (C. tropicalis PE-2, C. albicans Д-6) біоплівок за обробки їх ПАР, синтезованими штамом IMВ B-7241 на гліцерині різної якості за наявності у середовищі про- та еукаріотичних індукторів, був у 1,05-2,5 разів вищим у порівнянні з встановленим для контрольних ПАР, одержаних без індукторів. Отже, внесення біологічних індукторів у середовище культивування Acinetobacter calcoaceticus IМВ В-7241 дало змогу не тільки отримати високоефективні мікробні препарати з високою антимікробною, антиадгезивною активністю та здатністю до ефективного руйнування біоплівок бактеріальних та дріжджових тест-культур, а й сприяє вирішенню важливої екологічної проблеми (утилізація токсичних відходів виробництва біодизелю).

popup.nrat_date

2025-06-30