Поверхностно-активные вещества Acinetobacter calcoaceticus и Rhodococcus erythropolis и действие тяжелых металлов

Роль поверхностно-активных веществ Acinetobacter calcoaceticus К-4 и Rhodococcus erythropolis EK-1 в защите клеток от действия тяжелых металлов

Известно, что для многих микроорганизмов одним из антистрессовых адаптационных механизмов является синтез внеклеточных протекторных соединений. Так, в присутствии тяжелых токсичных металлов часто наблюдается повышение синтеза экзополисахаридов и экзогенных белков, обладающих способностью к образованию комплексов с металлами, благодаря чему металлы переводятся в инертную форму. Микробные поверхностно-активные вещества (ПАВ) также характеризуются способностью защищать клетки продуцента от токсического воздействия тяжелых металлов.

Цель данной работы — исследование влияния ионов меди, кадмия и свинца на рост и синтез ПАВ Acinetobacter сalcoaceticus К-4 и Rhodococcus erythropolis EK-1.

Внесение 0,1 мМ Cd²⁺ и Pb²⁺ (в виде CdSO4 • 8Н₂О и Pb(COOH)₂, соответственно) в среду с этанолом сопровождалось повышением условной концентрации ПАВ Acinetobacter сalcoaceticus К-4 на 100-360% по сравнению с культивированием бактерий на среде без металла. Добавление в питательную среду 0,1-0,5 мМ ионов меди в виде CuSO₄ • 5H₂O приводило к повышению на 10% условной концентрации поверхностно-активных веществ. Вместе с тем при пересеве Acinetobacter сalcoaceticus К-4 на среду без Сu²⁺ условная концентрация ПАВ повышалась на 300-600% по сравнению с использованием инокулята, выращенного на среде без Сu2 +.

Освобождение клеток Acinetobacter сalcoaceticus К-4 от поверхностно-активных веществ сопровождалось снижением их выживания в присутствии 0,5 мм Сu²⁺ и 0,1 мМ Cd²⁺ на 29-32% и 12-15% соответственно (1 час экспозиции) по сравнению с выживанием клеток в присутствии ПАВ.

Установлено, что внесение в среду с этанолом 0,01 мм Cu²⁺ в экспоненциальной фазе роста Rhodococcus erythropolis EK-1 приводило к повышению синтеза ПАВ на 36% по сравнению с культивированием без металла. При наличии ионов кадмия и свинца в концентрации 0,01 мМ рост штамма ЭК-1 полностью подавлялось.

Показано, что клетки Rhodococcus erythropolis EK-1, лишены поверхностно-активных веществ, полностью погибали в присутствии 0,01-0,1 мМ Сu²⁺, тогда как при наличии ПАВ выживало до 50% клеток.

Итак, в результате проведенных исследований установлена способность ПАВ защищать клетки от воздействия ионов тяжелых токсичных металлов и показана возможность использования Сu²⁺, Cd²⁺ и Pb²⁺ для интенсификации биосинтеза поверхностно-активных веществ.

Источник: Роль поверхнево-активних речовин Acinetobacter calcoaceticus к-4 і Rhodococcus erythropolis ek-1 у захисті клітин від дії важких металів / Конон А.Д., Софілканич А.П., Квятківська І.В. Пирог Т.П. // Хімія та сучасні технології: тези доповідей V міжнародної науково-технічної конференції студентів, аспірантів та молодих вчених (Дніпропетровськ, 20-22 квітня 2011р.) — Дніпропетровськ, 2011. — С. 482.