Прикладная биохимия и микробиология

Синтезирован катионный амфифил DL₄12, обладающий рибонуклеазной активностью (D — DABCO (1,4-диазабицикло[2.2.2]октан); L₄ — тетраметиленовый линкер; 12 — додецильный остаток) и выраженными антибактериальными свойствами. Суспензию клеток Salmonella enterica ATCC 14028 инкубировали в 5 мкМ растворе DL₄12 в течение 15 и 30 мин или 5 мкМ растворе ципрофлоксацина (препарат сравнения), интактные клетки служили контролем. Образцы фиксировали 4%-ным формальдегидом и 1%-ным OsO₄ или по методу Райтера-Келленбергера 1%-ным OsO₄ с постфиксацией 0.5%-ным ацетатом уранила, после чего обезвоживали и заключали в смесь эпоксидных смол. Полученные ультратонкие срезы изучали в электронном микроскопе Jem 1400. После 15 мин инкубации с соединением DL₄12 в клетках S. enterica исчезли видимые рибосомы по всей площади цитоплазмы. В периплазматическом пространстве появилось гомогенное вещество средней электронной плотности, способное проникать в цитоплазму, в которой появлялись полиморфные включения. Выраженные изменения ультраструктуры наблюдались в нуклеоидах бактерии: они округлялись, нити ДНК “слипались” в пучки. При этом структура внешней мембраны не изменялась. Выявленные изменения структуры S. enterica не различались при разных способах фиксации и были обусловлены сочетанием рибонуклеазной активности и амфифильных свойств DL₄12. Такие изменения не описаны в научной литературе. В работе впервые визуализированы эффекты воздействия рибонуклеазы и амфифильного компонента DL₄12.

В работе исследовано влияние ферментации семян гороха тремя бактериальными препаратами (БК-Углич-К, БК-Углич-АВ и БК-Углич-П) на запах и вкус выделенного изолята белка, а также на содержание в нем 1-гексаналя, фитатов и фенольных соединений. Показано, что ферментация позволяла улучшить запаховые характеристики изолята. Заметно снижались выраженность бобового и травянистого запаха, а также содержание 1-гексаналя. Ферментация позволяла улучшить также вкус изолята: весьма существенно уменьшить выраженность таких мешающих привкусов, как бобовый, терпкий, горький и травянистый, при этом в изоляте снижалось содержание фитатов и фенольных соединений. Полученные результаты позволили подобрать бактериальный препарат (БК-Углич-АВ) для улучшения органолептических параметров изолятов горохового белка, предназначенных для изготовления аналогов мясных и молочных продуктов.

Устойчивость растений к абиотическим стрессам во многом определяется взаимодействием антиоксидантной и шаперонной систем клетки, которое еще изучено недостаточно. Изучали действие теплового стресса на уровни активности антиоксидантных ферментов (супероксиддисмутаза, SOD и каталаза, CAT), а также уровни белков теплового шока (HSP70 цитоплазмы и HSP70B хлоропластов) в листьях проростков тыквы трех генотипов (Cucurbita moschata, C. pepo, C. maxima), различающихся по устойчивости к стрессам окружающей среды. Показано, что при тепловом стрессе уровни активности САТ возрастали у всех изученных генотипов. После теплового стресса показано заметное падение (48.9%) уровня активности CuZn-SOD у С. moschata, по сравнению с возрастанием активности фермента на (2–14.6%) у двух других генотипов. Уровень белков HSP70 цитоплазмы снижался на 36%, а HSP70B хлоропластов на 34% в клетках растений С. moschata после действия теплового стресса. Напротив, уровень белков теплового шока HSP70 цитоплазмы повышался у генотипов С. pepo и C. maxima на 20 и 18% соответственно, а в случае с белками HSP70B хлоропластов повышение составляло 43 и 10%. Установлено, что модуляция уровней активности CuZn-SOD (основного представителя фермента в клетке) и уровней шаперонов HSP70 цитоплазмы и HSP70B хлоропластов у генотипов Cucurbitaceae скоординирована, что свидетельствует о взаимодействии этих двух защитных систем клетки при тепловом стрессе. Таким образом, уровни HSP70, HSP70B и уровни активности CuZn-SOD являются надежными ранними сигналами предупреждения о тепловом стрессе, позволяя обнаружить стресс до того, как он нанесет серьезные повреждения растению.

Проведено исследование процессов биовыщелачивания никель-медной сульфидной руды, двух сульфидных медно-никелевых концентратов и медно-цинкового концентрата. Показано, что удельные скорости выщелачивания никеля мало различались для всех исследованных типов сырья. Так, для руды эта величина равна 59.3, для концентрата 1 — 58.7, а для концентрата 2 — 54.4 мг/(г·сут) соответственно. Содержание никеля снижалось с 4.6–7.5 (в исходном сырье) до 0.71–0.85% (продукт биовыщелачивания). Удельная скорость выщелачивания цинка из медно-цинкового концентрата составила 248.6 мг/(г·сут). Извлечение цинка достигало 98.5% при снижении его содержания с 7.4 в исходном концентрате до 0.21% в остатке после выщелачивания. Удельная скорость выщелачивания меди (7.3–14.8 мг/(г·сут)) была ниже по сравнению с никелем и цинком. При этом, в отличие от никеля и цинка, в остатках биовыщелачивания содержание меди увеличивалось: в случае медно-никелевых концентратов с 15.1 до 17.8% (концентрат 1) и с 19.1 до 19.7% (концентрат 2), а в случае медно-цинкового концентрата — с 10.1 до 16.1%. Таким образом, при биовыщелачивании всех исследованных концентратов в осадках образовывались медные концентраты с содержанием меди (16–19%), достаточно высоким, чтобы соответствовать стандартам для пирометаллургических переделов. Проведение сравнительного анализа процессов выщелачивания выбранного сырья позволит оценить перспективность применения исследуемого подхода для переработки продуктов обогащения и руд различного состава и с разным соотношением минералов цветных металлов.

В работе впервые продемонстрированы возможности компактной акустической сенсорной системы для оценки воздействия бактериофагов на микробные клетки и оценки их чувствительности к бактериофагам. Установлено, что с помощью разработанной системы можно оценить активность бактериофагов в отношении микробных клеток в течение 5 мин без учета времени культивирования микробных клеток для проведения анализа. Полученные результаты являются перспективными для дальнейшего развития акустической сенсорной системы при фаготерапии.