В последние годы наблюдается повышение резистентности микроорганизмов к существующим биоцидам, что привело к поиску альтернативных препаратов. Из литературы [1] известно, что такими препаратами могут быть микробные поверхностно-активные вещества (ПАВ), обладающие антимикробным действием, к тому же безопасны для человека и окружающей среды. Отметим, что ПАВ микробного происхождения - это вторичные метаболиты, одной из особенностей которых является синтез в виде комплекса подобных соединений (амино-, глико-, фосфо- и нейтральных липидов), соотношение компонентов которого может изменяться, что сопровождается изменением их биологических свойств [2]. Однако данные о влиянии условий культивирования на свойства ПАВ весьма ограничены.
В работе [3] мы исследовали влияние дрожжевого автолизата и микроэлементов на синтез ПАВ при культивировании A. calcoaceticus ИМВ В-7241 на различных углеродных субстратах. Установлено, что замена дрожжевого автолизата и смеси микроэлементов в составе этанол- и н-гексадекан-содержащих сред на сульфат меди и сульфат железа, а в среде с глицерином - на хлорид калия, сульфат цинка и сульфат меди сопровождалась повышением количества синтезированных ПАВ в 1,2-1,6 раза, что доказывает зависимость синтеза ПАВ от условий культивирования продуцента.
Цель данной работы - исследовать влияние факторов роста и микроэлементов в составе этанол, н-гексадекан- и глицеринсодержащих сред на антимикробную активность ПАВ A. calcoaceticus ИМВ В-7241.
Материалы и методы. Продуцент ПАВ A. calcoaceticus ИМВ В-7241 выращивали в жидкой минеральной среде с этанолом, н-гексадеканом в концентрации 2 % (по объему), глицерином - 1 % (по объему). В среду также дополнительно вносили дрожжевой автолизат - 0,5 % (по объему) и раствор микроэлементов - 0,1 % (по объему). В одном из вариантов в среду с этанолом и н-гексадеканом вместо дрожжевого автолизата и раствора микроэлементов вносили Си2+ (0,16 мкмоль/л) и Fe2+ (3,6 мкмоль/л), а в среду с глицерином - Zn2+ (38 мкмоль/л), Си2+ (0,16 мкмоль/л) и К+ (0,21 ммоль/л) [3].
Для исследований использовали поверхностно-активные вещества, выделенные экстракцией смесью Фолча (хлороформ и метанол, 2:1) из супернатанта культуральной жидкости.
В качестве тест-культур использовали бактерии (Bacillus subtilis БТ-2, Escherichia coli ІЕМ-1, Proteus vulgaris БТ-1, Enterobacter cloacae АС-22, Staphylococcus aureus БМС-1, Pseudomonas aeruginosa П-55) и дрожжи (Candida albicans Д-6).
Антимикробное действия ПАВ определяли по показателю минимальной ингибирующей концентрации (МИК) как описано в ранее работе [4].
Результаты и обсуждения. Данные, представленные в табл.1, показывают, что ПАВ, полученные при культивировании A. calcoaceticus ИМВ В-7241 в среде с этанолом, содержащей дрожжевой автолизат и микроэлементы, оказались более эффективными антимикробными агентами, чем ПАВ, синтезируемые при наличии в среде сульфата меди и железа. Замена дрожжевого автолизата и смеси микроэлементов в питательной среде сопровождалась снижением антимикробной активности ПАВ в 2-3,5 раза. Аналогичные закономерности установлены и для ПАВ, синтезированных на глицерине и н-гексадекане. Отметим, что антимикробная активность ПАВ зависела и от источника углеродного питания в среде культивирования. Так, ПАВ, полученные на этаноле в присутствии дрожжевого автолизата и микроэлементов более эффективно (МИК 9-75 мкг/мл) ингибировали рост тест- культур, чем ПАВ, синтезированные в аналогических условиях в среде с глицерином и н- гексадеканом (МИК 34-68 и 27-108 мкг/мл соответственно).
Таблица 1 - Минимальная ингибирующая концентрация ПАВ, синтезированных
штаммом ИМВ B-7241 на этаноле
|
Наличие в среде культивирования |
МИК (мкг/мл) по отношению к |
||||||
|
B. subtilis БТ- 2 (споры) |
E. coli ІЕМ-1 |
P. vulgaris БТ-1 |
E. cloacae АС-22 |
S. aureus БМС-1 |
P. aeruginosa П-55 |
C. albicans Д-6 |
|
|
Дрожжевой автолизат, раствор микроэлементов |
9 |
20 |
75 |
75 |
75 |
37,5 |
9 |
|
CuSO4, FeSO4 |
18 |
70 |
135 |
135 |
265 |
135 |
34 |
Выводы. Полученные нами данные свидетельствуют о том, что не всегда повышение синтеза ПАВ сопровождается образованием целевого продукта с необходимыми биологическими свойствами, а также о необходимости исследований по зависимости свойств поверхностноактивных веществ от условий культивирования продуцента.
Список литературы
- Teixeira M.J., Dalla Rosa A.R., Brandelli A.L. Characterization of an antimicrobial peptide produced by Bacillus subtilis subsp. spizezinii showing inhibitory activity towards Haemophilus parasuis // Microbiology, 2013, Vol. 159 N 5, p. 980-988.
- Marchant R., Banat M. Biosurfactants: a sustainable replacement for chemical surfactants // Biotechnol. Lett., 2012, Vol. 34 N 9, doi: 10.1007/ s10529-012-0956-x.
- Пирог Т.П., Шевчук Т.А., Мащенко О.Ю. и др. Влияние факторов роста и некоторых микроэлементов на синтез поверхностно-активных веществ Acinetobacter calcoaceticus ИМВ В-7241 // Микробиол. журнал., 2013, Т. 75 № 5, с. 19-27.
- Пирог Т.П., Савенко И.В., Шевчук Т.А. и др. Антимикробноя активность поверхностно-активных веществ, синтезированных в различных условиях культивирования Acinetobacter calcoaceticus ИМВ В- 7241 // Микробиол. журнал., 2016, Т. 78 № 3, с. 2-12.