Пошук академічних текстів

Реєстраційний номер

0825U002547, Дисертація доктора філософії

На здобуття

Доктор філософії, 162, Біотехнології та біоінженерія

Дата захисту

Статус

Запланована

Назва роботи

Вплив біологічних індукторів на антимікробну та антиадгезивну активність поверхнево-активних речовин Acinetobacter calcoaceticus IМВ В-7241

Здобувач

Іванов Микита Сергійович,

Керівник Пирог Тетяна Павлівна
Опонент Карпенко Олена Володимирівна
Опонент Андріяш Ганна Сергіївна
Рецензент Старовойтова Світлана Олександрівна
Рецензент Грегірчак Наталія Миколаївна

Опис

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).

Додано в НРАТ

2025-06-30