Том 59, № 5 (2023)

В обзоре рассмотрены свойства эндофитных бактерий рода Bacillus как объектов биоконтроля, перспективы расширения спектра их защитного действия на основе комплексов с производными хитозана. Описаны механизмы прямого и опосредованного воздействия бактерий на защитный потенциал растений, проанализирована роль про-/антиоксидантной системы в формировании системных защитных реакций. Проанализированы иммуностимулирующие свойства производных хитозана и его модификаций с органическими молекулами и наночастицами металлов. Показана перспективность использования комплексов бактерий Bacillus spp. с нано- и субмикронными частицами производных хитозана для расширения спектра защитного действия новых биофунгицидов и иммуностимуляторов на их основе.

Показано, что природная HydSL и модифицированная Δ54 HydSL гидрогеназы, выделенные из Thiocapsa bogorovii, сходны по удельной активности, зависимости активности от температуры и термостабильности. Полученные данные свидетельствуют о том, что С-концевой домен не принимает участия в стабилизации белковой структуры гидрогеназы при тепловом воздействии. Ионы серебра быстро и необратимо ингибировали активность HydSL и Δ54HydSL. В присутствии Ag⁺ наблюдалось снижение пика поглощения в области 410 нм, что указывало на разрушение железосерных кластеров. Кроме того, наблюдалось разрушение белковой глобулы. Длительное воздействие Ag⁺ вызывало изменения ИК-Фурье спектров гидрогеназы, что свидетельствовало о разрушении NiFe-активного центра. Предполагается, что первой мишенью ионов серебра является дистальный железосерный кластер, причем расположенный вблизи него C-конец HydS способен взаимодействовать с ионами серебра, снижая таким образом локальную концентрацию ионов.

На основе дрожжей Kluyveromyces lactis разработан штамм-продуцент рекомбинантного прохимозина альпака (Vicugna pacos). Проведен сравнительный анализ биохимических свойств рекомбинантного химозина альпака, полученного в системах экспрессии K. lactis и Escherichia coli. Установлено, что рекомбинантный химозин альпака, синтезированный в K. lactis превосходил аналог, полученный в E. coli, по числу оборотов фермента в 12.9 раза, а по каталитической эффективности – в 2.9 раза. По сравнению с химозином, экспрессированным в E. coli, фермент, полученный в эукариотическом продуценте, имел повышенный на 5°C порог термостабильности. Замена прокариотического продуцента на эукариотический, усиливала падение молокосвертывающей активности фермента в ответ на изменение рН молока от 6.1 до 6.9, что сопровождалось увеличением продолжительности коагуляции на 8–35%. При повышении концентрации CaCl₂ в субстрате коагуляционная активность целевого фермента, синтезированного в E. coli была на 12–14% выше, чем у его аналога, полученного в K. lactis.

Проведен сравнительный анализ профиля жирных кислот (ЖК) и летучих органических соединений (ЛОС) коровьего обезжиренного молока, ферментированного четырьмя различными пробиотическими штаммами Lacticaseibacillus paracasei (ABK, KF1, MA2 и MA3). Анализ профилей ЖК и ЛОС проводили с использованием ГХ-МС. Для дополнительной характеристики изменений запаха и его выраженности в образцах ферментированного L. paracasei молока использовали анализатор запахов E-nose “электронный нос”. Суммарно во всех образцах было обнаружено 42 различных ЖК, из которых 17 были насыщенными, 8 – мононенасыщенными и 5 – полиненасыщенными ЖК. Различия между исследованными образцами носили штамм-специфичный характер и не могли быть объяснены лишь варьированием вклада нескольких отдельно взятых ЖК. Рассчитанные на основе состава ЖК индексы, характеризующие пищевую и биологическую ценность образцов, отличались для молока, ферментированного различными штаммами. Анализ ЛОС показал, что основными формирующими запах соединениями в исследованных образцах были ЖК и продукты их метаболизма – 2-гептанон, 2-нонанон и 2-нонанол, которые образовывались в результате превращений: β-окисление → → декарбоксилирование → восстановление. Аромат продуктов ферментации L. paracasei, предсказанный на основе запахов индивидуальных ЛОС, в целом, совпадал с описанным при органолептической оценке, как типичный для сквашенного молока (йогурт, простокваша) аромат с цветочно-фруктовыми нотками.

Изучено влияние кофейной кислоты (КК), ее смеси с хитозаном (Хит+КК) и конъюгата с хитозаном (Хит-КК) на ростовые процессы и содержание пролина в микроклонах картофеля (Solanum tuberosum L.) в культуре in vitro в оптимальных условиях и в условиях продолжительного осмотического стресса, вызванного полиэтиленгликолем. Показано, что в оптимальных условиях конъюгат Хит-КК и в меньшей степени КК, действуя как стрессоры умеренной силы, ускоряли рост и развитие эксплантов картофеля и усиливали накопление пролина в стеблях. В условиях осмотического стресса КК и конъюгат Хит-КК способствовали повышению устойчивости микроклонов картофеля и поддержанию их активного роста, причем эффект сохранялся и в постстрессовый период. Впервые показано, что механическая смесь Хит+КК вызывала торможение роста и развития эксплантов и значительное накопление пролина, причем оказываемый ингибирующий эффект усугублялся в условиях стресса.