Морфолого-культуральні ознаки, екологія та практичне значення бактерій Brevibacterium flavum

Размещено на http://www.allbest.ru

НАЦІОНАЛЬНИЙ УНІВЕРСИТЕТ ХАРЧОВИХ ТЕХНОЛОГІЙ

КАФЕДРА БІОТЕХНОЛОГІЇ І МІКРОБІОЛОГІЇ

КУРСОВА РОБОТА

з дисципліни «Біологія клітин»

на тему: Морфолого-культуральні ознаки, екологія та практичне значення бактерій Brevibacterium flavum

Студентки 1 курсу 2 групи

спеціальності 162 «Біотехнології та біоінженерія»

Соколова О.А.

Київ - 2021рік

РЕФЕРАТ

Курсова робота присвячена вивченню морфолого-культуральних ознак, екології та практичного значення бактерій Brevibacterium flavum.

Під час роботи, було встановлено: форму Brevibacterium flavum та особлівості культивування. Значення бактерії виду Brevibacterium в очищенні вод, грунтів і атмосфери від таких речовин як миш'як. Використання в промисловості для виробництва амінокислоти лізин та синтез глутамінової кислоти.

Курсова робота складається з вступу, двох розділів, графічних матеріалів та списку використаної літератури з 12 найменувань. Загальний обсяг роботи - 14 сторінок, 4 рисунків.

Ключові слова: Brevibacterium flavum, Corynebacterium glutamicum, Аминокислота лізин, Глутамінова кислота, біоремедіація.

ЗМІСТ

РЕФЕРАТ

ВСТУП

РОЗДІЛ 1. Характеристика бактерій Brevibacterium flavum

1.1 Морфологічні ознаки Brevibacterium flavum

1.2 Культуральні ознаки

1.3 Фізіолого-біохімічні ознаки

РОЗДІЛ 2. Екологія та практичне значення Brevibacterium flavum

2.1 Екологія

2.2 Промислові продуценти лізину - ауксотрофні мутанти

2.3 Corynebacterium glutamicum як продуцент глутамінової кислоти

ВИСНОВКИ

СПИСОК ЛІТЕРАТУРИ

ВСТУП

Corynebacterium glutamicum (Brevibacterium flavum) складають велику групу плеоморфних грампозитивних бактерій.

Метою дослідження було вивчення морфолого-культуральних ознак, екології та практичного значення бактерій Brevibacterium flavum.

Після вивчення морфолого-культуральних ознак. Стало відомо зовнішній вигляд, розмір, функцій та особливості культивування. Такі, як поживне середовище, оптимальна температура та кислотність, для оптимального зростання. Також, колір, діаметр, форму, край, структуру колонії Brevibacterium flavum.

Під час дослідження було встановленно екологічну та практічну цінність данної бактерії.

Еколого-практична зацікавленість в Brevibacterium flavum, викликана її здатністю до очищення вод, грунтів і атмосфери та використання в дослідженнях з отримання біорозкладаємого пластика. Також, продукування амінокислоти лізин та глутамінової кислоти.

РОЗДІЛ 1. ХАРАКТЕРИСТИКА БАКТЕРІЙ Brevibacterium flavum

1.1 Морфологічні ознаки Brevibacterium flavum

Бактерії Brevibacterium flavum є прокаріотами. Види цього роду є грампозитивними і представлені нерухомими овальними або злегка подовженими паличками. [2] [Рис 1.1]

Клітини мають приблизний розмір (розмір може варіюватися від штаму бактерії ) 1,0-1,5 х 0,6-0,8 мкм.

Для розмноження спор не утворює. [2]

Рис 1.1 Як виглядає Brevibacterium flavum [3]

Штам Corynebacterium glutamicum (Brevibacterium flavum) не є фіто- і зоопатогенним. [1]

1.2 Культуральні ознаки

Зростає на середовищах з рH від 6 до 8,5.При зростанні в мінімальному середовищі бактерія потребує біотин, тіамін та L-лейцин. [2]

Для вирощування вихідного та отриманого штамів-продуцентів можно використовувати повноцінні поживні середовища м'ясо-пептонний агар (МПА) та м'ясо-пептонний агар збагачений (МПА зб.). [4]

Brevibacterium flavum зазвичай через 2-4 доби зростання при температурі 30°С на МПА утворює колонії діаметром 24 мм, жовтувато-кремові, поверхня гладка, форма опукла, край рівний, структура однорідна тістоподібна. [Рис 1.2]

При посіві штрихом через 2-4 доби, темп зростання помірний, край гладкий, поверхня матова. [2]

Рис 1.2 Культивування Brevibacterium flavum [5]

Було відмічено, що амінокислотний пул клітин (У рідкому середовищі організму постійно є певна кількість вільних амінокислот. Вони утворюють амінокислотний пул.) Brevibacterium flavum, що виросли на бідному біотином середовищі, нижче, ніж у тих, що виросли на збагаченому ним. Цей факт пов'язують з підвищеною проникністю клітинних стінок культур, що виросли на бідному біотином середовищі.

Отже, одна із функцій біотину в Brevibacterium flavum зводиться до синтезу ненасичених жирних кислот, які знижають проникність мембрани для глутамінової кислоти. [6]

1.3 Фізіолого-біохімічні ознаки

Бактерії Brevibacterium flavum відносяться до аеробів.

Добре росте на глюкозі, сахарози, мальтози, фруктози, манозі, етанолі та оцтовій кислоті, отже є гетеротрофом.

Оптимальне значення рH для зростання 6.8-7.2 , що є приблизно нейтральним середовищем. Це означає, що дана бактерія є нейтрофілом. [2]

Не зростає на ксилозі, арабінозі, лактозі.

Не може розріджувати желатин.

Засвоює азот у формі солей амонію і сечовини. Не засвоює нітратний азот.

Стійкість до антиметаболітів (антіметаболіти - речовини, блізькі за хімічною структурою до ендогенніх продуктів метаболізму і інгібуючі, в результаті конкурентних відносин, певні біохімічні процеси, що супроводжується порушенням функції клітін і гальмуванням клітінного росту.)

Штами Brevibacterium flavum зберігаються при температурі 4 C на скошеному агаризованому середовищі Хоттингера протягом 3 місяців або в ліофільно висушеному стані в ампулах протягом 1 року. [7]

РОЗДІЛ 2. Екологія та практичне значення Brevibacterium flavum

2.1 Екологія

Corynebacterium складають велику групу плеоморфних грампозитивних бактерій. У природі ці бактерії можно знайти в атмосферному повітрі населених місць в діапазоні концентрацій від 5 до 50 000 клітин в 1 м3 повітря, та ґрунті . Штам Corynebacterium glutamicum (Brevibacterium flavum) не є фіто- і зоопатогенним, а також не входить до складу 4 груп патогенності відповідно до Санітарно-епідеміологічними правилами. [1]

Бактерії піддаються природному впливу різних стресів. Реакція на ці стресові умови опосередкована сигма-факторами РНК-полімерази (фактор ініціації транскрипції прокаріотів, який повинен бути частиною білкового комплексу РНК-полімераза), які регулюють експресію генів, що кодують білки стресу, необхідні для подолання цих несприятливих умов. [8]

Бактерії цього виду роблять величезний внесок у навколишнє середовище, так як вони можуть бути використані в біоремедіаціі(комплекс методів очищення вод, грунтів і атмосфери з використанням метаболічного потенціалу біологічних об'єктів - рослин, грибів, комах, черв'яків і інших організмів.) таких речовин як миш'як.

Дослідження також спрямовані на використання для отримання біорозкладаємого пластика. [9]

Рис3.1 Аминокислота лізин [11]

Brevibacterium flavum вид з роду Corynebacterium, сімейство Corynebacteriaceae, який використовується для промислового виробництва амінокислоти лізин.

brevibacterium flavum ауксотрофний

2.2 Промислові продуценти лізину - ауксотрофні мутанти

Досліджують штами-продуценти лізину: Brevibacterium sp. 90, Brevibacterium sp. 90Н, Brevibacterium sp. Х. З колекції штамів мікроорганізмів та ліній рослин для харчової та сільськогосподарчої біотехнології ІХБГ.

Більшість промислових штамів-продуцентів - це ауксотрофні мутанти (мікроорганізми, які втратили здатність синтезувати одну з речовин, необхідних для їхнього росту) за однією або декількома амінокислотами. Їх мутації пов'язані із змінами у генах, що кодують ферменти регулювання біосинтезу лізину за принципом зворотного зв'язку (надлишок кінцевих продуктів пригнічує активність ключового ферменту).

Після проведення клонового аналізу промислових продуцентів лізину Brevibacterium sp. 90, Brevibacterium sp. 90Н, Brevibacterium sp. Х, з трьох продуцентів було отримано 15 клонів. Досліджені клони - це мутантні штами зі змінами в генах hom (гомосериндегідрогенази) та lysC (аспартаткінази). Кожен оцінено за лізиновою продуктивністю в періодичних умовах культивування та оптимального забезпечення продуцентів киснем. Рівень біосинтезу лізину складав 4?12 г/л лізину. [10]

2.3 Corynebacterium glutamicum як продуцент глутамінової кислоти

Деякі продуценти глутамінової кислоти, наприклад Corynebacterium glutamicum, здатні при зміненні умов культивування накопичувати у середовищі L-глутамін.Фактично, мова іде про початковий синтез глутамінової кислоти і подальше утворення аміду. Реакція протікає за участі глутамінсинтетази.

Рис 3.2 Глутамінова кислота [12]

Слабокисла зона рН, невисокої концентрації біотину і відносно висока у порівнянні з ферментацією глутамінової кислоти концентрація хлориду амонію, а також присутність іонів Zn сприяє практично повному перетворенню глутамінової кислоти в глутамін по ходу ферментації. [6]

ВИСНОВКИ

1.В ході огляду літературних даних встановлено, бактерії Brevibacterium flavum прокаріоти. Види цього роду є грампозитивними і представлені нерухомими овальними або злегка подовженими паличками.

2. Corynebacterium glutamicum та Brevibacterium flavum, це дві назви одного штаму бактерій.

3. При посіві штрихом через 2-4 доби, ми отримаемо колонію с гладким краєм та матовою поверхнею.

4. Brevibacterium використовуються як продуценти лізину та глутамінової кислоти.

5. Brevibacterium flavum здатні до біоремедіаціі. Є дослідження також спрямовані на використання цієї бактерії для отримання біорозкладаємого пластика.

СПИСОК ЛІТЕРАТУРИ

1. Методы контроля. биологические и микробиологические факторы Метод микробиологического измерения концентрации концентрации Corynebacterium glutamicum (Brevibacterium flavum) H150 ВКПМ В-12692 в атмосферном воздухе населенных мест Методические указания МУК 4.2.3529-18. [Електронний ресурс]. Режим доступу:

https://files.stroyinf.ru/Data2/1/4293733/4293733815.htm

2.Аналіз впливу умов культивування на рівень синтезу амінокислоти лізин продуцентом Brevibacterium flavum. [Електронний ресурс]. Режим доступу:

https://ru.essays.club/%D0%95%D1%81%D1%82%D0%B5%D1%81%D1%82%D0%B2%D0%B5%D0%BD%D0%BD%D1%8B%D0%B5-%D0%BD%D0%B0%D1%83%D0%BA%D0%B8/%D0%91%D0%B8%D0%BE%D0%BB%D0%BE%D0%B3%D0%B8%D1%8F/%D0%90%D0%BD%D0%B0%D0%BB%D1%96%D0%B7-%D0%B2%D0%BF%D0%BB%D0%B8%D0%B2%D1%83-%D1%83%D0%BC%D0%BE%D0%B2-%D0%BA%D1%83%D0%BB%D1%8C%D1%82%D0%B8%D0%B2%D1%83%D0%B2%D0%B0%D0%BD%D0%BD%D1%8F-279690.html

3.Утворення мутантних штамів b. Flavum тн7 під дією уф. [Рис 1.1]. [Електронний ресурс]. Режим доступу:

https://studfile.net/preview/6794524/page:18/

4.УДК 612.398:577.121.3. Г.С.Андріяш, Г.М.Заболотна, А.Ф.Ткаченко, С.М.Шульга. ДУ «Інститут харчової біотехнології та геноміки НАН України». характеристика штаму Brevibacteriumflavum імв в-7446 та оптимізація біосинтезу треоніну. [Електронний ресурс]. Режим доступу:

http://mbt.onu.edu.ua/article/view/48081/44283

5.Corynebacterium glutamicum 2247 is a mesophilic bacterium that produces amino acids. [Рис 1.2]. [Електронний ресурс]. Режим доступу:

https://bacdive.dsmz.de/strain/3094

6.Міністерство освіти і науки україни дніпродзержинський державний технічний університет. О.Ю.Філімоненко. Конспект лекцій з дисципліни «Біохімічні основи мікробного синтезу» для студентів напряму 6.051401 «Біотехнологія». [Електронний ресурс]. Режим доступу:

http://www.dstu.dp.ua/Portal/Data/5/8/5-8-kl16.pdf

7. Штамм бактерий Brevibacterium flavum - продуцент l-глутамина (варианты). [Електронний ресурс]. Режим доступу:

https://patents.google.com/patent/RU2084520C1/ru

8. Discrimination of Corynebacterium glutamicum, Brevibacterium flavum and Brevibacterium lactofermentum by restriction pattern analysis of DNA adjacent to the hom gene. [Електронний ресурс]. Режим доступу:

https://academic.oup.com/femsle/article/82/2/203/637585

Размещено на Allbest.ru