Анотація до роботи:

Леонова І.С. Механізми накопичення ергостерину в клітинах Saccharomyces cerevisiae в залежності від умов культивування. – Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата біологічних наук за спеціальністю 03.00.04. – біохімія. – Харківський національний університет імені В.Н. Каразіна, Харків, 2004.

Дисертація присвячена вивченню вторинного метаболізму на прикладі накопичення ергостерину в клітинах дріжджів Saccharomyces cerevisiae. Встановлено, що накопичення ергостерину в клітинах дріжджів залежить від популяційного віку культури, концентрації джерела вуглецю і терміну його внесення до культурального середовища. Виявлено адитивний механізм накопичення ергостерину при сумісній дії етилового спирту та іонів кальцію. Проаналізовано метод руйнування клітин дріжджів екзогенними ферментами міцеліального гриба Chaetomium globossum і залежність ступеня руйнування клітин від віку культури. Проведено порівняння ефективності гідролітичного і автолітичного руйнування клітин та їх комбінованого впливу. Накопичення ергостерину розібрано як механізм адаптації клітин до дії стрес-факторів. Виявлено, що протягом перших годин інкубації клітин дріжджів з комплексами екзогенних ферментів Chaetomium globossum відбувалося збільшення накопичення ергостерину в клітинах, що свідчить про адаптивний механізм накопичення ергостерину. Збільшення терміну інкубації подальшого зростання накопичення ергостерину не викликало.

1. Накопичення ергостерину в клітинах дріжджів залежало від концентрації екзогенних джерел вуглецю і стадії росту культури, на якій вносилася ця добавка. Сумісне внесення іонів кальцію і етилового спирту забезпечувало адитивний ефект щодо накопичення ергостерину. У процесі популяційного старіння культури дріжджів спостерігалося зниження вмісту ергостерину у клітинах, що корелювало зі зменшенням діаметру клітин і збільшенням кількості мертвих клітин у культурі, також зменшувалась стійкість клітин до термічного і осмотичного шоку.

2. Найбільший вміст ергостерину в клітинах дріжджів спостерігався при культивуванні на середовищі з 25% 35% пивного сусла або при комбінації 25% сусла з 1% глюкозою. Подальше збільшення вмісту пивного сусла в середовищі супроводжувалося зниженням інтенсивності дихання клітин дріжджів і зменшенням їх стійкості до термічного і осмотичного шоку.

3. Збільшення вмісту ергостерину в клітинах дріжджів залежить не тільки від концентрації етилового спирту, але і від терміну його внесення в культуру: внесення 0,3%-го етилового спирту в першу добу росту спричиняло збільшення вмісту ергостерину до середини стаціонарної фази. Внесення тієї ж концентрації у стаціонарній фазі не приводило до збільшення вмісту ергостерину в клітинах дріжджів. Найбільший вміст ергостерину в клітинах дріжджів відзначався при концентрації етилового спирту у середовищі 2,1% – 2,4%, однак кількість мертвих клітин при цьому значно зростала.

4. Іони кальцію у концентрації 0,5 мг/мл збільшували вміст ергостерину та інтенсивність дихання клітин у культурі дріжджів. Був виявлений адитивний ефект дії іонів кальцію та етилового спирту при концентраціях 0,5 мг/мл і 1,0% відповідно щодо накопичення ергостерину клітинами дріжджів – це свідчило про регуляторний вплив етилового спирту й іонів кальцію на різних етапах біосинтезу стеринів.

5. Підвищення температури культивування до 35С супроводжувалося зниженням вмісту ергостерину у порівнянні з культивуванням при 25С і 30С. Вплив іонів кальцію на накопичення ергостерину залежав від температури культивування. При підвищенні температури понад 35С внесення іонів кальцію у культуральне середовище не приводило до збільшення накопичення ергостерину клітинами дріжджів.

6. Ефективність руйнування клітинних стінок дріжджів Saccharomyces cerevisiae комплексом екзогенних гідролітичних ферментів міцеліального гриба Chaetomium globossum не залежить від віку культури дріжджів. Попередній автоліз при 37С и 50С протягом 4 і 8 годин не підсилював глибини подальшого гідролізу клітин дріжджів.

7. Протягом перших годин інкубації клітин Saccharomyces cerevisiae з комплексами екзогенних гідролітичних ферментів Chaetomium globossum відбувалося збільшення накопичення ергостерину в клітинах, що свідчить про можливий адаптивний механізм накопичення ергостерину. Збільшення терміну інкубації дріжджів з ферментними комплексами до 12 і 24 годин подальшого зростання накопичення ергостерину не викликало, відсоток руйнування і загибелі клітин при цьому різко зростав.

Публікації автора:

1. Леонова И.С., Рыбак Л.И. Накопление эргостерина пивными дрожжами Saccharomyces cerevisiae при внесении этилового спирта на различных фазах роста культуры // Биологический вестник. – 2003. – Т.7, № 1-2. – С.84 – 87.

(Леонова І.С. отримала експериментальні дані по вмісту ергостерину, інтенсивності дихання, динаміці росту культури та кількісті мертвих клітин, проаналізувала їх та зробила статистичні розрахунки, оформила роботу).

2. Леонова И.С., Рыбак Л.И. Влияние этилового спирта и ионов Cа на содержание эргостерина в клетках Saccharomyces cerevisiae // Биологический вестник. – 2004. – Т.8, № 1. – С. 118 – 121.

(Леонова І.С. отримала експериментальні дані по вмісту ергостерину, інтенсивності дихання, динаміці росту культури та кількісті мертвих клітин, проаналізувала їх та зробила статистичні розрахунки, оформила роботу).

3. Божков А.И., Леонова И.С., Облак В.И. Удаление клеточных стенок Saccharomyces cerevisiae ферментным комплексом Chaetomium globossum Kunze // Биотехнология. – 2004. - № 6. – С. 46 – 54.

(Леонова І.С. особисто проводила експерименти по дослідженню інтенсивності дихання клітин дріжджів, динаміки росту культури дріжджів, кількості продуктів вільно-радикального окиснення ліпідів у суспензії дріжджів, приймала участь у експериментах по визначенню кількості РНК та ДНК у суспензії дріжджів, оформила роботу).

4. Падалко В.И., Леонова И.С. Возможные механизмы цитотоксического действия ионов кадмия на клетки дрожжей Saccharomyces cerevisiae // Научные исследования в наукоградах Московской области: От современной фундаментальной биологии к новым наукоемким технологиям. Пущино, 11-14 ноября 2002. Труды конференции. – Пущино, 2002. – С.108.

5. Леонова И.С. Влияние ионов Са на накопление ергостерина клетками пивных дрожжей Saccharomyces cerevisiae при разных температурных режимах культивирования // Актуальные проблемы биологии, медицины и экологии. Томск, 8-10 февраля 2004. Сборник научных трудов. – Томск, 2004. – № 3. – С. 322.

6. Леонова И.С. Накопление ергостерина клетками пивных дрожжей Saccharomyces cerevisiae при различных температурных режимах культивирования // VII Міжнародна науково-практична конфереція “Наука і освіта`2004”. Дніпропетровськ, 10-25 лютого 2004. Матеріали конференції. – Дніпропетровськ, 2004. – Т.56. – С.23 – 24.

7. Леонова И.С., Божков А.И. Изменение некоторых морфофункциональних характеристик в процессе длительного культивирования пивных дрожжей Saccharomyces cerevisiae // VI Международный симпозиум “Биологические механизмы старения”. Харьков, 26-29 мая 2004. Материалы симпозиума. – Харьков, 2004. – С. 80.