Анотація до роботи:

Коваленко М.О. Синтез мікробного екзополісахариду етаполану на суміші ростових субстратів. – Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата біологічних наук за спеціальністю 03.00.07 – мікробіологія. – Інститут мікробіології і вірусології ім. Д.К. Заболотного НАН України, Київ, 2003.

Дисертацію присвячено дослідженню інтенсифікації синтезу мікробного екзополісахариду (ЕПС) етаполану (продуцент – штам Acinetobacter sp. ІМВ В-7005) на суміші енергетично-нерівноцінних ростових субстратів (етанол+глюкоза). На основі теоретичного розрахунку енергетичних витрат синтезу ЕПС та біомаси на змішаному субстраті розроблена технологія одержання етаполану, що дозволяє підвищити майже у 2 рази кількість синтезованих ЕПС, їхій вихід по відношенню до біомаси та вихід ЕПС від субстрату, а також скоротити тривалість культивування та покращити реологічні властивості розчинів ЕПС, що визначають його практичну цінність.

При вирощуванні штаму Acinetobacter sp. ІМВ В-7005 на суміші етанолу та глюкози не спостерігається явища диауксії, обидва субстрати споживаються одночасно, при цьому підвищується в 1,3-1,9 рази максимальна питома швидкість росту. Інтенсифікація синтезу ЕПС на суміші енергетично-нерівноцінних субстратів обумовлена посиленням глюконеогенезу, про що свідчило одночасне функціонування двох анаплеротичних шляхів (гліоксилатного циклу та піруваткарбоксилазної реакції) та підвищення в 1,5 рази активності фосфоенолпіруватсинтетази. Етаполан, синтезований на суміші етанолу та глюкози, характеризується підвищеним вмістом жирних кислот та більш високою молекулярною масою у порівнянні з одержаним на моносубстратах, що супроводжується покращенням його реологічних властивостей.

Вперше встановлено антифітовірусну активність полісахаридних препаратів етаполану, синтезованих на моно- та змішаних субстратах.

1. Вперше показана можливість інтенсифікації синтезу мікробного екзополісахариду етаполану на суміші енергетично-нерівноцінних ростових субстратів.

2. Аналіз шляхів С₂-С₆-метаболізму у штаму Acinetobacter sp. ІМВ В-7005 (1 НГ) дозволяє класифікувати етанол як енергетично-надлишковий, а глюкозу – як енергетично-дефіцитний субстрати.

3. В результаті теоретичних розрахунків енергетичних потреб синтезу ЕПС та біомаси продуцентом етаполану встановлено оптимальне молярне співвідношення концентрацій етанолу та глюкози (3,1:1, відповідно), що дозволило збільшити кількість синтезованих ЕПС в 1,8-1,9 разів, їх вихід по відношенню до біомаси в 1,4-1,7 разів, вихід ЕПС від субстрату в 1,5-2 рази у порівнянні з вирощуванням продуцента на моносубстратах.

4. При культивуванні штаму Acinetobacter sp. ІМВ В-7005 на суміші етанолу та глюкози не спостерігається явища диауксії, обидва субстрати споживаються одночасно, при цьому підвищується в 1,3-1,9 рази максимальна питома швидкість росту.

5. Встановлено умови культивування продуцента етаполану на суміші етанолу та глюкози (а саме спосіб приготування посівного матеріалу, концентрація джерел вуглецевого та азотного живлення, відсутність катіонів натрію в середовищі), які забезпечують максимально повну конверсію вуглецю субстратів в ЕПС.

6. Активність ключових ферментів С₂-С₆-метаболізму при вирощуванні штаму Acinetobacter sp. ІМВ В-7005 (1 НГ) на суміші етанолу та глюкози була нижчою, ніж на відповідних моносубстратах. Одночасне функціонування двох анаплеротичних шляхів (гліоксилатного циклу та піруваткарбоксилазної реакції) та підвищення активності ФЕП-синтетази свідчать про посилення глюконеогенезу в умовах міксотрофного росту бактерій.

7. Екзополісахариди, синтезовані на змішаному та моносубстратах є ідентичними за вмістом вуглеводів, піровиноградної та уронових кислот, а також за молярним співвідношенням моносахаридів. Етаполан, одержаний на змішаному субстраті, характеризувався більш високим вмістом жирних кислот і вищою молекулярною масою, що супруводжувалось покращенням реологічних властивостей його розчинів.

8. Встановлено здатність етаполану пригнічувати інфекційність ВТМ та Х-вірусу картоплі у надчутливих рослинах дурману та гомфрени, а також індукувати у рослин тютюну та дурману стійкість до ВТМ-інфекції.

Публікації автора:

1. Коваленко М.О., Коваленко О.Г., Пирог Т.П. Антифітовірусна активність нативних та дезацильованих препаратів мікробного екзополісахариду етаполану // Вісник Київського Національного Університету ім. Т. Шевченка. – 2001. – Вип. 35. – С. 32-35.

2. Пирог Т.П., Коваленко М.А., Кузьминская Ю.В. Образование экзополисахаридов на углеводных субстратах штаммом Acinetobacter sp. и особенности его С₆-метаболизма // Микробиология. – 2002. – 71, № 2. – С. 215-221.

3. Пирог Т.П., Коваленко М.А., Кузьминская Ю.В., Криштаб Т.П. Интенсификация синтеза экзополисахарида этаполана на смеси ростовых субстратов // Микробиология. – 2003. – 72, № 1. – С. 26-32.

4. Пирог Т.П., Коваленко М.А., Кузьминская Ю.В. Энергетические и биохимические аспекты интенсификации синтеза экзополисахаридов Acinetobacter sp. на смеси этанола и глюкозы // Микробиология. – 2003. – 72, № 3. – С. 348-355.

5. Коваленко М.О., Коваленко О.Г., Пирог Т.П. Антивірусна активність полісахаридів, синтезованих Acinetobacter sp. на різних вуглецевих субстратах // 3-я Міжн. конф. "Біоресурси і віруси". (Київ, вересень, 2001.) – С. 12.

6. Пирог Т.П., Коваленко М.А. Энергетические и биохимические аспекты интенсификации синтеза экзополисахарида этаполана на смеси этанола и глюкозы // Міжн. конф. "Микробиология и биотехнология XXI столетия". (Мінськ, травень, 2002.) – С. 63-64.

7. Пирог Т.П., Коваленко М.А. Интенсификация синтеза микробного экзополисахарида этаполана на смеси энергетически неравноценных субстратов // VIIІ Український біохімічний з'їзд (Чернівці, жовтень, 2002.) – С. 74.

8. Пирог Т.П., Коваленко М.А. Энергетические и биохимические аспекты интенсификации синтеза экзополисахарида этаполана на смеси ростовых субстратов // 1-ий Міжн. конгрес "Биотехнология – состояние и перспективы развития". (Москва, жовтень, 2002.) – С. 240.

9. Пирог Т.П., Коваленко М.А., Лащук Н.В. Синтез екзополісахаридів на вуглеводних субстратах штамом Acinetobacter sp. та особливості його С₆-метаболізму // 69-та наук. конф. мол. вчених, аспірантів та студентів НУХТ. (Київ, травень, 2003.) – С. 69.