Электронная библиотека диссертаций и авторефератов России
dslib.net
Библиотека диссертаций
Навигация
Каталог диссертаций России
Англоязычные диссертации
Диссертации бесплатно
Предстоящие защиты
Рецензии на автореферат
Отчисления авторам
Мой кабинет
Заказы: забрать, оплатить
Мой личный счет
Мой профиль
Мой авторский профиль
Подписки на рассылки



расширенный поиск

Биосурфактанты актинобактерий рода Rhodococcus: индуцированный биосинтез, свойства, применение Куюкина Мария Станиславовна

Биосурфактанты актинобактерий рода Rhodococcus: индуцированный биосинтез, свойства, применение
<
Биосурфактанты актинобактерий рода Rhodococcus: индуцированный биосинтез, свойства, применение Биосурфактанты актинобактерий рода Rhodococcus: индуцированный биосинтез, свойства, применение Биосурфактанты актинобактерий рода Rhodococcus: индуцированный биосинтез, свойства, применение Биосурфактанты актинобактерий рода Rhodococcus: индуцированный биосинтез, свойства, применение Биосурфактанты актинобактерий рода Rhodococcus: индуцированный биосинтез, свойства, применение Биосурфактанты актинобактерий рода Rhodococcus: индуцированный биосинтез, свойства, применение Биосурфактанты актинобактерий рода Rhodococcus: индуцированный биосинтез, свойства, применение Биосурфактанты актинобактерий рода Rhodococcus: индуцированный биосинтез, свойства, применение Биосурфактанты актинобактерий рода Rhodococcus: индуцированный биосинтез, свойства, применение
>

Диссертация - 480 руб., доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Автореферат - бесплатно, доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Куюкина Мария Станиславовна. Биосурфактанты актинобактерий рода Rhodococcus: индуцированный биосинтез, свойства, применение : диссертация ... доктора биологических наук : 03.00.07.- Пермь, 2006.- 295 с.: ил. РГБ ОД, 71 07-3/7

Содержание к диссертации

Введение 5

Обзор литературы 17

Глава 1. Характеристика биосурфактантов, продуцируемых 17 микроорганизмами

1.1. Физико-химические свойства и классификация микробных 17
сурфактантов. Эволюционная конвергентность признака
сурфактантной активности.

1.2. Биологические свойства алканотрофных актинобактерий и 37
способность к синтезу поверхностно-активных веществ

  1. Поглощение и транспорт гидрофобных соединений в клетки 3 8 родококков. Участие биосурфактантов.

  2. Окислительная трансформация углеводородов 42

  1. Метаболические пути и механизмы регуляции биосинтеза 46 сурфактантов

  2. Методы выделения и очистки биосурфактантов 57

Глава 2. Промышленный потенциал микробных сурфактантов. 65 Использование биосурфактантов в технологиях биоремедиации загрязненных экосистем

Глава 3. Возможные физиологические роли и биологическая 80

активность микробных сурфактантов

  1. Физиологические функции биосурфактантов 80

  2. Антибиотическая активность 86

1.3. Некоторые аспекты воздействия биосурфактантов на высшие 91
организмы

Экспериментальная часть

Глава 4. Объекты и методы исследования 102

  1. Микроорганизмы, условия их выделения и культивирования 102

  2. Генетический анализ с использованием полимеразной цепной 105 реакции

  3. Иммобилизация клеток родококков на органические и 106 минеральные носители

  4. Выделение поверхностно-активных веществ (биосурфактантов) 108

  5. Определение поверхностной, межфазной и эмульгирующей 109 активности

  6. Структурный анализ биосурфактантов 111

  1. Выделение и структурная идентификация гликолипидного 113 комплекса

  2. Изучение токсичности и биодеградабельности 115

  3. Определение биологической активности 116

  1. Определение нефтеотмывающей активности 117

  2. Фракционный анализ нефтепродуктов 119

  3. Математическое моделирование процесса нефтеотмывания 120

  4. Опыты по биоремедиации нефтезагрязненной почвы 121

  5. Статистическая обработка результатов исследования 124

Результаты и обсуждение

Глава 5. Распространенность признака сурфактантной 125
активности среди актинобактерий рода Rhodococcus.
Характеристика поверхностно-активных свойств

алканотрофных родококков

5.1. Скрининг потенциальных продуцентов биосурфактантов среди 125
природных изолятов актинобактерий

5.2. Сравнительная характеристика поверхностно-активных и 129
эмульгирующих свойств представителей разных видов родококков

Глава 6. Оптимизация процессов биосинтеза и выделения 138 сурфактантов алканотрофных родококков

6.1. Изучение динамики биосинтеза сурфактантов родококками в 138
условиях роста на углеводородсодержащих средах. Поиск
эффективных индукторов процесса биосинтеза

6.2. Моделирование ферментационного процесса получения 144
биосурфактантов

6.3. Иммобилизация родококков - продуцентов бисурфактантов на 150
природные и синтетические носители

6А. Оригинальный метод выделения Rhodococcus-cypfyактантов 158

Глава 7. Физико-химическая характеристика Rhodococcus- 162 биосурфактантов

7.1. Поверхностная и межфазная активность очищенных 162
/г/і0

  1. Эмульгирующая активность Лйо^ососсш-биосурфактантов 169

  2. Гидрофильно-липофильный баланс 176

  3. Качественный состав биосурфактантных комплексов 178

  4. Молекулярная структура гликолипидов GL1-GL3 184

7.6, Устойчивость /Motfococcws-биосурфактантов к физико- ]89
химическим воздействиям

7.7. Оценка возможности использования Rhodococcus- 192
биосурфактантов в качестве гидрофобизаторов природных и
синтетических носителей

Глава 8, Биологические свойства гликолипидных Rhodococcus- 195 биосурфактантов

8.1. Токсикологическая характеристика Rhodococcus- 196
биосурфактантов

  1. Активность Rhodococcus-биосур^актаитов в отношении 198 микроорганизмов

  2. Воздействие /г/юг/ососсия-биосурфактантов на высшие 202 организмы

  1. Иммуномодулирующая активность 203

  2. Противовоспалительная активность 204

  3. Аллергенность 206

  4. Влияние на центральную нервную систему 206

Глава 9. Оценка возможности использования Rhodococcus- 208 биосурфактантов для биоремедиацни нефтезагрязненных почв и грунтов.

9.1. Изучение эффективности и экологической безопасности 208
применения биосурфактантов для интенсификации процессов
восстановления нефтезагрязненных почв

  1. Создание олеофильного биопрепарата на основе Rhodococcus- 223 сурфактантов

  2. Разработка биотехнологии восстановления нефтезагрязненных 228 почв и грунтов

Заключение 240

Выводы 242

Список литературы 244

5 ПЕРЕЧЕНЬ СОКРАЩЕНИЙ, УСЛОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ

И ТЕРМИНОВ

ПАВ ~ поверхностно-активное вещество

ККМ - критическая концентрация мицеллообразования

CMD - critical micelle dilution - критический фактор разбавления

ГЛБ - гидрофильно-липофильный баланс

АСВ - абсолютно сухой вес

КОЕ - колониеобразующие единицы

ЖА - желатиновый агар

СЖА - сахарозо-желатиновый агар

МИК - минимальная ингибирующая концентрация

ТДМ - трегалозодимиколат

РДХ - рациональная длительность хранения

ПЦР - полимеразная цепная реакция

АОК - антителообразующие клетки

МТБЭ - метил-шрет-бутиловый эфир

КВУ - каталитический волокнистый углерод

ПВС - поливиниловый спирт

ЯМР - ядерно-магнитный резонанс

Е24 - индекс эмульгирования

ЕС5о - эффективная концентрация препарата, вызывающая 50%-ное

снижение свечения Vibrio fischeri

Гт - поверхностная и межфазная адсорбция

Smm - минимальная площадь молекулы

AGn,,c - свободная энергия мицеллообразования

Go - модуль упругости

Т{ - температура плавления

Введение к работе

Актуальность проблемы. В настоящее время заметно устойчивое повышение интереса к поверхностно-активным веществам биогенного происхождения (биоПАВ, биосурфактантам) как экологически безопасным и экономически эффективным поверхностно-активным агентам многоцелевого назначения с эмульгирующей, солюбилизирующей, антиадгезивной, детергентной активностью. Это обусловлено требованиями экологической безопасности, которые предусматривают постепенное выведение из промышленных производств высокотоксичных химических препаратов (Экологическая доктрина РФ, 2002; Design for the Environment, 1998), в частности, сурфактантов - как правило, продуктов нефтеоргсинтеза. Большое внимание уделяется изучению возможности получения новых соединений на основе биологического синтеза. При этом обеспечение биобезопасности в сфере биотехнологии требует всестороннего изучения как биологических агентов, так и продуктов биосинтеза (Шевелуха, 2002; Walsh et al., 2001; Renault, 2002; Parales et al., 2006).

Биосурфактанты имеют существенные преимущества перед синтетическими сурфактантами, как то: низкая токсичность, высокая биоде-градабельность, устойчивая активность в экстремальных условиях среды, улучшенные функциональные характеристики, возможность получения на возобновляемых источниках сырья (Desai, Banat, 1997; Makkar, Cameotra, 2002). Следует отметить, что среди биосурфактантов продукты микробного синтеза наиболее перспективны в плане биотехнологического применения, поскольку для культивирования продуцентов используются относительно простые по составу минеральные среды и доступные источники углерода. При этом возможность управления ферментационным процессом биосинтеза позволяет увеличивать выход продукта без значительных материальных и энергетических затрат (Елисеев, Кучер, 1991; Kosaric, 1992). Возможность in situ продуцирования биосурфактантов микроорганизмами важна для биотехнологии защиты окружающей среды, например, в процессах

7 ремедиации почв и вод, загрязненных органическими поллютантами и тяжелыми металлами (Christofi, Ivshina, 2002). В последние годы наряду с традиционным использованием биосурфактантов в качестве эмульгаторов и солюбилизаторов гидрофобных веществ данные соединения привлекают все большее внимание как возможные агенты биомедицины, обладающие выраженной физиологической активностью (Kitamoto et al., 2002; Cameotra, Makkar, 2004: Ryll et al, 2006).

Продуценты биосурфактантов обнаруживаются среди представителей трех доменов Bacteria, Archaea, Eucarya и выделяются из различных природных источников (почв, кернов, морской и пресной воды, донных отложений). По данным R.M. Maier (2003), биосурфактанты филогенетически отдаленных микроорганизмов функционально конвергентны, что свидетельствует об их существенной роли в жизнедеятельности продуцентов. Отсутствие генетического (структурно-регуляторного) и фенотипического (по молекулярному строению) родства биосурфактантов указывает на независимое эволюционное развитие данного признака (Bodour et al., 2003). Биосурфактанты, синтезируемые бактериями разных видов в пределах одного рода, часто несхожи в структурном и функциональном отношении (Maier et al., 2000; Nielsen et al., 2002; Kuiper et al., 2004). Все это значительно затрудняет направленный поиск новых продуцентов по их таксономической принадлежности или на основании использования молекулярно-генетических методов. Несмотря на то, что сегодня расшифрованы генетические детерминанты синтеза отдельных биосурфактантов (Sullivan, 1998), пока не созданы молекулярные маркеры для их in situ детекции. В связи с этим в настоящее время безальтернативным остается функциональный подход к поиску продуцентов биосурфактантов, который предусматривает скрининг поверхностной активности выделенных чистых культур. Сегодня появляются все новые данные о микроорганизмах, обладающих сурфактантной способностью (Турковская и др., 2001; Denger et al, 1995; Deziel et al., 1996; HauBler et al., 1998; Kim et al., 2002a; Benincasa et al., 2004; Gunther et al.,

8 2005). Однако до сих пор не разработан методологический подход к осуществлению направленного поиска продуцентов биосурфактантов; не определены четкие критерии оценки их функциональной активности, физико-химических и биологических свойств; не решены проблемы моделирования ферментационного процесса получения биосурфактантов с заданными свойствами; недостаточно изучены особенности физиологии продуцентов и механизмы синтеза поверхностно-активных метаболитов.

Биосурфактанты характеризуются высоким структурным разнообразием - от низкомолекулярных глико- и фосфолипидов до сложных высокомолекулярных биополимеров полисахаридной, липидной и белковой природы, что обусловливает широкий спектр их функциональных особенностей (Rosenberg, Ron, 1999). В плане практического применения интенсивно изучаются (Lang, Wullbrandt, 1999; Otto et al., 1999; Spoechner et al, 1999; Maier, Soberon-Chavez, 2000; Nunez et al., 2004) гликолипидные биосурфактанты, представляющие собой комплексы на основе моно- и дисахаров, соединенных посредством сложноэфирной связи с жирными кислотами (рамнолипиды псевдомонад, маннозилэритритол- и софоролипиды дрожжей). Известно (Draper, 1998), что клетки коринеформных и нокардиоформных актинобактерий характеризуются повышенным (30-60%) содержанием липидов, преимущественно высокомолекулярных а-разветвленных р-гидроксилированных жирных (миколовых) кислот, которые присутствуют в свободном состоянии и входят в состав гликолипидов клеточной оболочки. Детально изучены поверхностные трегалозокориномиколаты, известные как «корд-фактор» и «лизо-корд-фактор», в 1930-х г.г. в клетках Mycobacterium tuberculosis (Noll et al., 1956). Ди- и монокориномиколаты трегалозы позднее обнаружены у других патогенных микобактерий (включая так называемых «мягких» оппортунистических патогенов группы М. avium - М. intracellular), нокардий (Nocardia asteroides) и коринебактерий {Corynebacterium diphtheriae, С. matruchotii, С. xerosis) (Margaritis et al., 1979; Cooper, Zajic, 1980; Retzinger

9 et ai, 1981; Shimakata, Minatogawa, 2000; Puech et ai, 2001; Fujita et ai, 2005). Выявленная сурфактантная активность данных гликолипидов свидетельствует об их практической значимости, однако явная или потенциальная патогенность штаммов-продуцентов и высокая токсичность синтезируемых гликолипидов (Watanabe et ai, 1992; Sakaguchi et ai, 2000) ограничивают их применение. В этой связи актуален поиск продуцентов гликолипидных сурфактантов среди представителей непатогенных актинобактерий.

Перспективным объектом при скрининге новых продуцентов биосурфактантов являются непатогенные актинобактерий рода Rhodococcus, обладающие уникальными биологическими свойствами и широкими катаболическими способностями (Ившина и др., 1987; Ившина, 1997; Van der Geize et ai, 2004), Известно (Коронелли и др., 1993; Пирог и др., 2004; Goclik et ai, 1990; Lang, Philp, 1998; Rapp, Gabriel-Jurgens, 2003), что отдельные представители родококков при росте на жидких углеводородах продуцируют сурфактанты гликолипидной природы. Однако подавляющее большинство работ в этом направлении посвящено изучению представителей одного вида родококков - R. erythropolis. С использованием генофонда Региональной профилированной коллекции алканотрофных микроорганизмов (акроним ИЭГМ; ), включающего наиболее полное собрание актинобактерий известных видов Rhodococcus, выделенных из разнообразных природных субстратов контрастных эколого-географических зон (Каталог штаммов, 1994; Ivshina, 2001), представлялось возможным провести сравнительное исследование проявления сурфактантной активности в пределах данного рода, изучить зависимость выраженности данного признака от местообитания родококков, отобрать активные штаммы-продуценты биосурфактантов.

Цель настоящей работы - изучение особенностей процесса синтеза биосурфактантов актинобактериями рода Rhodococcus, поиск новых

10 продуцентов биосурфактантов с широким спектром функциональной активности.

Для достижения указанной цели были поставлены следующие задачи:

  1. Исследовать поверхностно-активные и эмульгирующие свойства представителей разных видов родококков. Отобрать штаммы-активные продуценты биосурфактантов.

  2. Разработать оптимальные условия биосинтеза и эффективные способы выделения и очистки биосурфактантов.

  1. Изучить структурные и функциональные особенности Rhodococcus-биосурфактантов.

  2. Исследовать токсичность и биологическую активность полученных биосурфактантов.

  3. Оценить возможность использования Rhodococcus-бпосур^актантов для биоремедиации нефтезагрязненных почв и грунтов.

Научная новизна работы. Проведены комплексные исследования процесса биосинтеза сурфактантов актинобактериями рода Rhodococcus. Установлено, что синтез биосурфактантов клетками родококков индуцируется в присутствии углеводородного субстрата. Выявлена прямая зависимость сурфактантной активности родококков от длины углеродной цепи и степени гидрофобности углеводородов в ряду Сіо-+Сіб. Разработан научно-методологический подход к оптимизации процесса биосинтеза сурфактантов, основанный на использовании избыточной по фосфору и лимитированной по азоту минеральной среды с н-гексадеканом либо н-додеканом в качестве источника углерода и пониженной (24С) температуры культивирования продуцентов. Обоснована возможность интенсификации процесса биосинтеза сурфактантов с использованием клеток родококков, иммобилизованных на природных и синтетических носителях. Предложен оригинальный метод выделения биосурфактантов, предусматривающий использование метил-трет-бутилового эфира и ультразвуковой обработки (23 кГц, 10 мин) экстрагируемого материала.

Впервые показано, что представители R. ruber синтезируют биосурфактанты гликолипидной природы, в составе которых наряду с трегалозодимиколатом (С40), обнаруживаются диацилтрегалоза (С^.^) и моноацилтрегалоза (Сі2-іб)- Доминирующим компонентом гликолипидного комплекса является моноацилтрегалоза, содержащая смесь насыщенных и моноеновых ацильных остатков и характеризующаяся более выраженной полярностью по сравнению с таковой трегалозомономиколатов, выделенных ранее из коринебактерий, микобактерий и представителей R. erythropolis. В результате детального изучения термодинамических параметров гликолипидных комплексов из клеток R. ruber получены новые данные о выраженной гидрофобной природе Дйо^ососа/я-биосурфактантов, их высокой адсорбционной и эмульгирующей активности, компактности пространственной структуры сурфактантных молекул в сорбционном слое и монодисперсности образуемых ими мицелл. Данные характеристики сопоставимы с таковыми известных синтетических сурфактантов гликолипидной природы. При изучении биологически активных свойств Яйо^0сош«-биосурфактантов выявлено их лио-, термо- и ксеропротекторное действие в отношении бактериальных клеток. Установлено, что Rhodococcus-биосурфактанты обладают выраженной иммуномодулирующей и противовоспалительной активностью.

Теоретическое и практическое значение работы. Полученные данные расширяют представление о физиологической роли биосурфактантов и механизмах процесса их биосинтеза актинобактериями рода Rhodococcus. Разработан научно-методологический подход к осуществлению направленного поиска продуцентов биосурфактантов и получения поверхностно-активных соединений с широким спектром функциональной активности. Установлена экологическая приуроченность родококков с высокой сурфактантной активностью к нефтезагрязненным местообитаниям, обоснована целесообразность проведения направленного поиска продуцентов биосурфактантов в местах углеводородных скоплений.

12 Отобраны штаммы родококков - активные продуценты, оптимизированы условия их культивирования, обеспечивающие высокий выход биосурфактантов. Обоснована целесообразность использования Rhodococcus-биосурфактанта в качестве лиопротектора при долговременном хранении культур актинобактерий. По данным исследования влияния Rhodococcus-биосурфактантов на процессы десорбции и мобилизации нефтепродуктов в модельной почве разработана математическая модель фильтрации гидрофобных веществ в пористой среде под воздействием сурфактантов. На основе й/ю(/ососсш-биосурфактантов разработан, апробирован и запатентован (Патент РФ № 2180276) эффективный биопрепарат нового состава и новой (олеофильной) формы, пригодный для очистки нефтезагрязненных грунтов в регионах с холодными климатическими условиями, а также способ биоремедиации почв и фунтов, загрязненных нефтью и нефтепродуктами (Патент РФ № 2193464), прошедший апробацию на территории Пермского края и Удмуртской Республики. Разработан Регламент применения технологии биоремедиации нефтезафязненных почв и грунтов с использованием олеофильного биопрепарата, согласованный с ФГУ «Центр государственного санитарно-эпидемиологического надзора Пермской области» и главным управлением природных ресурсов и охраны окружающей среды МПР России по Пермскому краю. Результаты диссертационной работы используются в лекционных и практических курсах для магистрантов Пермского государственного университета.

Основные положения, выносимые на защиту

1. Актинобактерий рода Rhodococcus синтезируют биосурфактанты гликолипидной природы при росте на жидких углеводородах. Биосурфактанты, продуцируемые представителями R. ruber, содержат трегалозодимиколат, диацилтрегалозу и моноацилтрегалозу доминирующий компонент, характеризующийся более выраженной полярностью по сравнению с таковой трегалозомономиколатов, выделенных из коринебактерий, микобактерий и представителей R. erythropolis.

2. Биосурфактанты, синтезируемые клетками R. ruber, обладают
выраженными поверхностными и межфазными свойствами, эмульгирующей
и нефтеотмывающей способностью, низкой токсичностью и высокой
биологической активностью.

3. Применение 7ї/го(/ососсн5-биосурфактантов способствует
повышению биодоступности нефтяных углеводородов для почвенных
микроорганизмов вследствие их десорбции и мобилизации в почвенной среде
и обеспечивает эффективное восстановление нефтезагрязненных почв и
грунтов.

Связь работы с крупными программами. Работа проводилась в течение 1993-2006 гг. в соответствии с планом НИР ИЭГМ УрО РАН (номер госрегистрации темы НИР 01980 004406), а также в рамках ГНТП РФ «Средства обеспечения исследований по физико-химической биологии и биотехнологии»; ГНТП РФ «Биотехнология защиты окружающей среды»; Региональной комплексной научно-технической программы «УРАЛ»; инициативных совместных научных проектов с Напиер университетом (Эдинбург, Великобритания) при поддержке Королевского научного общества Великобритании (The Royal Society, UK) и Международной программы НАТО (NATO Science Programme and Cooperation Partners); Государственного контракта на выполнение НИР по заказу Минпромнауки РФ в рамках приоритетного направления научно-технического прогресса «Новые направления биотехнологии и обеспечение биобезопасности»; совместного проекта с Исследовательским центром оценки и ремедиации загрязненных земель (Contaminated Land Assessment and Remediation Research Centre - CLARRC), Эдинбургский университет, Великобритания, поддерживаемого Научной программой компании "Ford Motors" в области защиты окружающей среды (Conservation and Environmental Grants); Программы фундаментальных исследований Президиума РАН «Молекулярная и клеточная биология»; Целевой программы Президиума УрО РАН поддержки междисциплинарных проектов, выполняемых в содружестве с учеными СО

14 РАН; международного научного проекта, поддерживаемого грантом ИНТ АС 01-2151; проекта РФФИ № 04-04-97518-р_офи.

Апробация работы. Материалы диссертации доложены и обсуждены на II-IV Международных конференциях «Проблемы загрязнения окружающей среды», Москва-Пермь, 1993; Санкт-Петербург, 1995; Москва, 1998; Волгоград-Пермь, 2001; Пермь-Казань, 2005; II и IV Международных симпозиумах по микробиологии подземных экосистем, Бат, 1993; Ваил, 1999; Международной конференции памяти акад. А.А. Баева, Москва, 1996; Международной конференции «Экологически чистые технологические процессы в решении проблем охраны окружающей среды», Иркутск, 1996; I и II Международных конференциях «Микробное разнообразие: состояние, стратегия сохранения, экологические проблемы», Пермь, 1996; Пермь-Казань, 2005; Международной конференции «Загрязненные земли и грунтовые воды - новые направления», Портсмут, 1996; Международном конгрессе по нефтяному загрязнению почвы, Лондон, 2001; Международной конференции ISC-UNIDO «Новые технологии для очистки нефте-загрязненных вод, почв, переработки и утилизации нефтешламов», Москва, 2001; Международной конференции «Микробиология и биотехнология XXI столетия», Минск, 2002; XII Международном симпозиуме по биоповреждениям и биодеградации, Прага, 2002; Межрегиональном совещании «Проблемы биоремедиации в XXI веке», Красноярск, 2002; Конгрессе Европейских микробиологов FEMS, Любляна, 2003; Мадрид, 2006; II Европейской конференции по биоремедиации, Ханья, 2003; Международной конференции «Современное состояние и перспективы развития микробиологии и биотехнологии», Минск, 2004; Всероссийском симпозиуме «Биотехнология микробов», Москва, 2004; X Международном симпозиуме по микробной экологии, Канкун, 2004; III Международном конгрессе «Биотехнология: состояние и перспективы развития», Москва, 2005; VIII Всероссийской конференции по биомеханике, Н. Новгород, 2006.

Публикации. Материалы диссертационной работы обобщены в 48 печатных работах, в том числе 22 экспериментальных статьях, 2 обзорах, 21 материале конференций и 3 патентах на изобретение РФ.

Объем и структура работы. Работа изложена на 295 страницах, содержит 37 таблиц, 42 рисунка и состоит из введения, литературного обзора, описания объектов и методов исследования, 5 глав результатов собственных исследований, заключения, выводов, списка цитируемой литературы, включающего 478 наименований, в том числе 64 на русском и 414 на английском языках.

Место проведения работы. Работа является частью исследований, выполняемых в лаборатории алканотрофных микроорганизмов ИЭГМ УрО РАН (зав. лабораторией - чл.-корр. РАН, д.б.н., профессор И.Б. Ившина) по изучению, сохранению и использованию биоразнообразия углеводород-окисляющих актинобактерий природных биоценозов. Фрагменты работы, связанные с практическим использованием полученных биосурфактантов в коллекционном деле и биотехнологии защиты окружающей среды, выполнены при участии сотрудников лаборатории, к.б.н., с.н.с. Т.Н. Каменских, к.х.н., с.н.с. В.В. Гришко, вед. технолога М.И. Рычковой и магистрантов кафедры микробиологии и иммунологии Пермского государственного университета Л.В. Костиной, А.В. Криворучко, А.Ю. Гаврина. Изучение процесса биосинтеза сурфактантов в условиях хемостата, а также токсикологические исследования проведены соискателем на базе Напиер университета (Эдинбург, Великобритания) при участии профессора N. Christofi, д-ра J.C. Philp и S.A. Dunbar. Исследования по биоремедиации нефтезагрязненных почв и грунтов выполнены в сотрудничестве с лабораторией охраны окружающей среды ООО «ПермНИПИнефть» (зав. лабораторией - к.г.-м.н. СМ. Костарев), Удмуртским государственным научно-исследовательским институтом сельского хозяйства (зам. директора по научной работе - к.с.-х.н. А.В. Леднев) и Исследовательским центром оценки и ремедиации загрязненных земель (CLARRC) при Эдинбургском университете, Великобритания

(директор - д-р C.J. Cunningham). Определение молекулярной структуры гликолипидного компонента биосурфактанта с помощью ЯМР-спектро-скопии и ионной масс-спектрометрии высокого разрешения проведено на базе Германского исследовательского центра биотехнологии (Брауншвейг) под руководством профессора S. Lang и д-ра V. Wray. Изучение экотоксично-сти биосурфактантов выполнено совместно с сотрудниками лаборатории водной токсикологии НИИ биологии Иркутского государственного университета (зав. лабораторией - д.б.н., профессор Д.И. Стом). Проверка биологической и иммуномодулирую щей активности биосурфактантных препаратов проведена на кафедре фармакологии с курсом клинической фармакологии и иммунологии Пермской государственной фармацевтической академии (зав. кафедрой, д.м.н., профессор В.В. Юшков). При разработке модели фильтрации нефти в почве под действием биосурфактантов использовано программное обеспечение, предоставленное кафедрой теоретической механики Пермского государственного технического университета (зав. кафедрой - д.т.н., профессор ГО.И. Няшин). Хромато-масс-спектро-метрическое определение структуры нефтяного загрязнения в процессе биоремедиации почвы выполнено на базе аналитической лаборатории ИЭГМ УрО РАН (зав. лабораторией - к.г.-м.н. М.А. Шишкин). Эксперименты по использованию биосурфактантов в качестве гидрофобизаторов при разработке носителей для иммобилизации клеток углеводородокисляющих бактерий проведены совместно с сотрудниками лаборатории криохимии (биополимеров Института элементоорганических соединений им. А.Н. Несмеянова РАН, Москва (зав. лабораторией - д.х.н., профессор В.И. Лозинский).

Автор выражает искреннюю благодарность всем участникам работы, чей вклад адекватно отражен в совместных публикациях. Глубокую благодарность и признательность автор выражает своему Учителю чл.-корр. РАН, профессору Ирине Борисовне Ившиной, инициатору исследований биологии алканотрофных родококков, частью которых является настоящая работа.

Похожие диссертации на Биосурфактанты актинобактерий рода Rhodococcus: индуцированный биосинтез, свойства, применение