Ученые оценили влияние температуры на активность бактерий Арктики — Naked Science
06.11.2018
7 минут
ТюмГУ
136

Ученые оценили влияние температуры на активность бактерий Арктики

Исследовательская группа из ТюмГУ и Тюменского научного центра СО РАН оценила влияние температуры на рост и ферментативную активность бактерии рода Bacillus, выделенных из мерзлых отложений.

B. megaterium
B. megaterium / ©Encyclopaedia Britannica

Исследовательская группа из ТюмГУ и Тюменского научного центра СО РАН под руководством академика РАН Владимира Мельникова оценила влияние температуры на рост и ферментативную активность бактерии рода Bacillus, выделенных из мерзлых отложений.

Интерес человека к бактериям не в последнюю очередь связан с синтезом ими ферментов — белков, ускоряющих химические реакции. Так, протеазы ответственны за расщепление сложных белков, липазы — жиров, а пектиназы — сложных углеводов.

Несмотря на широкое применение бактериальных ферментов в пищевой, текстильной, фармацевтической и других областях, их использование имеет существенные недостатки. Например, нежелательные химические реакции, количество которых увеличивается вместе с повышением температуры.

Не так давно ученые обратили внимание на бактерии, способные существовать в экстремальных условиях. К их числу можно отнести психротрофных бактерий, живущих при низких температурах. Психротрофы могут решить недостатки, связанные с получением бактериальных ферментов. Проблема лишь в том, что их биология и потенциал использования мало изучены.

Исследовательская группа выделила из мерзлых отложений Западной Сибири девять штаммов бактерии рода Bacillus: B. megaterium, B. cereus, B. simplex и B. subtilis.

Ученые сравнили адаптацию и рост культур при температурах в 5 °С, 22 °С и 45 °С. Оказалось, при температуре 22 °С культуры растут с наибольшей скоростью. Культивирование при 5 °С значительно замедляет рост бактерий, но позволяет достичь наибольшей плотности клеток. При высокой температуре 45 °С культура бактерий растет столь стремительно, что не успевает достичь сравнимых показателей.

На следующем этапе исследования авторы оценили влияние указанных температур на ферментативную активность: каталазную, дегидрогеназную, липазную, амилазную и протеазную.

Каталазная активность для большинства бактерий была максимальна при 5 °С и уменьшалась с повышением температуры. Аналогичная картина наблюдалась и в случае с другим ферментом — дегидрогеназой: максимальная активность при 5 °С, 22 °С и 45 °С составила 0.165 мг/(мл⋅сут), 0.112 мг/(мл⋅сут) и 0.005 мг/(мл⋅сут) соответственно.

Наилучшие показатели липазной активности обнаружены при температурах 5 °С и 22 °С. Отмечается, что высокой липазной активностью при 5 °C характеризовались штаммы B. cereus, а при 22 °С — штаммы B. megaterium и B. subtilis. В случае с активностью α-амилазы высокие показатели при 5 °С и 22 °С имели только штаммы B. cereus.

Из числа прочих штаммов лишь B. megaterium 629 показал высокую амилазную активность при 5 °С. Стоит заметить, что высокая активность протеаз у изучаемых культур была менее редким явлением. При 22 °C она отмечена сразу у трех штаммов: B. megaterium 206, Bacillus sp. 3M и B. subtilis 948P. При температуре 5 °С наибольшую протеазную активность продемонстрировали два штамма — B. cereus и B. simplex 948P-1.

В результате исследований установлено, что оптимальными для роста бактериальных штаммов рода Bacillus являются температуры в пять и 22 °С. Эта закономерность относится и к активности ферментов, которая уменьшается с повышением температуры до 45 °C. По мнению авторов, активный синтез ферментов — универсальный механизм жизнедеятельности в условиях низких температур.

Авторы подчеркивают, что эта работа расширяет представление не только о пределах толерантности для роста и ферментативной активности микробиоты из мерзлоты к действию температурного фактора, но и об ее применении в прикладных биотехнологических исследованиях.

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl + Enter.
ТюмГУ
63 статей
Тюменский государственный университет (ТюмГУ) — первый университет Тюменской области, был открыт в 1930 году. Готовит специалистов по 175 направлениям подготовки. Университет входит в число участников Проекта 5-100 — программы повышения международной конкурентоспособности российских вузов среди ведущих мировых научно-образовательных центров.
Позавчера, 14:48
26 минут
Александр Березин

Земная атмосфера 2,7 миллиарда лет назад состояла в основном из углекислого газа — и было его там до тысячи раз больше, чем сегодня. При этом азота почти не было, хотя сегодня его в воздухе 78%. Выходит, наша газовая оболочка по составу была близка к марсианской. Как ни странно, эти дела давно минувших дней актуальны для ответа на вопрос о будущем выживании человечества. Похоже, предсказание Стивена Хокинга о гибели всего живого из-за превращения Земли в Венеру не сбудется. Разбираемся, почему так и как одно связано с другим.

Вчера, 13:56
4 минуты
Илья Ведмеденко

Американские военные пришли к выводу, что новейший эсминец можно эксплуатировать в условиях больших волн. Безопасность корабля в значительной степени объясняется его конструкцией, обеспечивающей малозаметность.

6 часов назад
24 минуты
Александр Березин

Недавняя научная работа предрекла серьезную эпидемию коронавируса 2019-nCoV. Согласно ей, 95% зараженных еще не зарегистрированы властями, а значит, через пару недель в одной Ухани будут сотни тысяч заболевших. При наблюдаемой смертности от вируса в 2,36% — это многие тысячи погибших. На самом деле, новая работа скорее «ловит хайп» или, если угодно, пытается держать мир настороже, чем описывает реальную эпидемию. Последние данные по заразности коронавируса показывают: он действительно неблестяще передается от человека к человеку. Для эпидемии в Китае этого достаточно, но большое число жертв за пределами этой страны маловероятно. Выясняем почему.

25 января
3 минуты
Денис Гордеев

Вирус, который уже унес жизни 41 человека, породил новую волну популярности игры 2012 года.

24 января
35 минут
Александр Березин

Новый коронавирус — «родственник» старой атипичной пневмонии — уже привел к смерти 26 человек. Считается, что им может быть заражено несколько тысяч. И точно известно, что эпидемия вышла за пределы Китая. Но это не повод впадать в панику. Мы собрали всю известную информацию и попробовали ответить на главные вопросы о новой болезни.

Позавчера, 14:48
26 минут
Александр Березин

Земная атмосфера 2,7 миллиарда лет назад состояла в основном из углекислого газа — и было его там до тысячи раз больше, чем сегодня. При этом азота почти не было, хотя сегодня его в воздухе 78%. Выходит, наша газовая оболочка по составу была близка к марсианской. Как ни странно, эти дела давно минувших дней актуальны для ответа на вопрос о будущем выживании человечества. Похоже, предсказание Стивена Хокинга о гибели всего живого из-за превращения Земли в Венеру не сбудется. Разбираемся, почему так и как одно связано с другим.

16 января
5 минут
Илья Ведмеденко

Исследователей в очередной раз удивили привычки кошек: как оказалось, они не прочь питаться одним человеческим трупом на протяжении месяца, несмотря на наличие других тел.

25 января
3 минуты
Денис Гордеев

Вирус, который уже унес жизни 41 человека, породил новую волну популярности игры 2012 года.

18 января
26 минут
Александр Березин

Многие считают зимнее купание «церковным обычаем». Однако на деле Церковь всегда выступала против него, считая нехристианским, и вредным для здоровья. При всей внешней разумности этой позиции, на самом деле, такие купания могут быть даже полезны — но не для всех. Выясняем, как именно и почему.

[miniorange_social_login]

Комментарии

Написать комментарий

Подтвердить?
Лучшие материалы
Предстоящие мероприятия
Войти
Регистрируясь, вы соглашаетесь с правилами использования сайта и даете согласие на обработку персональных данных.

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: