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

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.

ТюмГУ
53 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.
Вчера, 19:17
4 минуты
Илья Ведмеденко

Эксперты измерили радиолокационную заметность нового шведского корвета типа «Висбю»: она оказалась чрезвычайно малой.

Позавчера, 14:09
4 минуты
Илья Ведмеденко

Исследователи полагают, что усваивание алкоголя, возможно, позволило предкам человека разумного возвыситься над другими видами.

Позавчера, 13:16
2 минуты
Илья Ведмеденко

Российское телевидение показало, что находится внутри так называемого ядерного чемоданчика — устройства, содержащего коды, которые в случае необходимости должны привести в действие ядерный арсенал страны.

4 декабря
39 минут
Александр Березин

В 2017 году от рака умерло 9,6 миллиона человек, и с каждым годом эта цифра будет расти. Есть ли способы остановить наступление этой болезни на человеческие жизни?

4 декабря
2 минуты
Илья Ведмеденко

По мнению информаторов Центрального разведывательного управления США, СССР мог располагать огромным танком массой в 120 тонн.

Вчера, 19:17
4 минуты
Илья Ведмеденко

Эксперты измерили радиолокационную заметность нового шведского корвета типа «Висбю»: она оказалась чрезвычайно малой.

15 ноября
6 минут
Никита Шевцов

Ученые впервые воспроизвели в реальности парадокс друга Вигнера. В результате физики выяснили, что квантовые явления субъективны: каждый наблюдатель может иметь свои альтернативные факты насчет них, и все они будут правдивы.

18 ноября
4 минуты
Сергей Васильев

Накопление эпигенетических модификаций ДНК позволило провести параллели между возрастом собак и людей и найти новую формулу для пересчета одного в другой.

4 декабря
39 минут
Александр Березин

В 2017 году от рака умерло 9,6 миллиона человек, и с каждым годом эта цифра будет расти. Есть ли способы остановить наступление этой болезни на человеческие жизни?

[miniorange_social_login]

Комментарии

Написать комментарий

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

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: