Скачати повний текст

Індекс рубрикатора НБУВ: Е422.252*73 + Е40*723*022

Рубрики:

Clostridium

Загальна мікробіологія

Шифр НБУВ: Ж25976 Пошук видання у каталогах НБУВ 

Індекс рубрикатора НБУВ: Е422.252*736

Рубрики:

Clostridium

Шифр НБУВ: Ж22205 Пошук видання у каталогах НБУВ 

Індекс рубрикатора НБУВ: Е422.252*447

Рубрики:

Clostridium

Шифр НБУВ: Ж100178 Пошук видання у каталогах НБУВ 

Мета роботи - одержати мутантний штам з підвищеним накопиченням бутанола за допомогою хімічного мутагенезу (мутаген - N-метил-N-нітро-N-нітрозогуанідин) для культивування на заторі біомаси дротовидного проса. Для одержання мутантного штаму використовували метод індукованого мутагенезу. Для визначення продукції спиртів застосовували газову хроматографію. Оброблення культури C. acetobutylicum ІМВ B-7407 (IFBG C6H) за допомогою мутагену N-метил-N-нітро-N-нітрозогуанідину призвело до загибелі 99 % клітин. Одержано стійкий мутантний штам C. acetobutylicum IFBG C6H 5М, який продукував на 45 % більше бутанола на лігноцелюлозній сировині (біомаса дротовидного проса Panicum virgatum L) у порівнянні з вихідним штамом. Показано, що штам не змінював властивості до підвищеного синтезу бутанола протягом 10-ти пересівів. Штам C. acetobutylicum IFBG C6H 5М мав аналогічну до вихідного штаму морфологію, але набув здатності до використання трегалози та аскуліну як субстрату. Знайдено оптимальні параметри попередньої обробки сировини (ступінь подрібнення, концентрація у ензиматичному середовищі, температура та час розварювання) для культивування мутантного штаму. Показано, що оптимальна концентрація біомаси дротовидного проса у ензиматичному середовищі склала 60 г/л. Встановлено, що найбільша концентрація бутанола (2,6 г/л для мутантного, та 1,8 для вихідного штаму) нагромаджувалася у культуральній рідині за умови використання попередньо обробленої сировини (знаходження під тиском 2 атм. протягом 2 год). Висновки: використовуючи методи індукованого мутагенезу одержано перспективний штам, який в сукупності з оптимізацією параметрів культивування має підвищений вихід цільового продукту в порівнянні з вихідним штамом.

Одержано нові штами-продуценти бутанолу роду Clostridium, вивчено їх характеристики та біологічні особливості. Запропоновано методи підвищення накопичення бутанолу, показано можливість використання нехарчової сировини як субстрату та розроблено теоретичні основи біотехнологічного процесу одержання бутанолу. Проведено мікробіологічний аналіз мулів і грунтів водойм Києва, виділено клостридіальні форми бактерій. Визначено нуклеотидну послідовність гена за 16S рРНК штаму 1FBG С6Н та побудовано відповідне філогенетичне дерево штаму. Проведено ферментацію з використанням нових штамів-продуцентів та лігноцелюлозної сировини як субстрату. Проведено також інтенсифікацію синтезу бутанолу за допомогою хімічного мутагенезу. За результатами досліджень одержано стійкий мутантний штам Clostridium sp. IFBG С6Н 5М, який продукував на 45 % більше бутанолу на нехарчовій сировині (біомаса дротовидного проса Panicum virgatum L).

Мета роботи - підсумувати результати власних досліджень одержання нових штамів-продуцентів бутанолу роду Clostridium, провести їх ідентифікацію за фізіолого-морфологічними і генетичними методами. Обговорено подальше вивчення характеристик і біологічних особливостей штамів, різні шляхи біотехнологічного процесу одержання бутанолу. Розглянуто методи підвищення нагромадження бутанолу штамами-продуцентами, окреслено перспективу використання хімічного мутагенезу клостридій як методу збільшення продукції бутанолу. Показано можливість використання нехарчової сировини як субстрату для культивування, проведено порівняння різних методів попередньої підготовки сировини та впливу їх на нагромадження бутанолу в культуральній рідині. Доведено суттєве збільшення нагромадження бутанолу за рахунок використання попередників синтезу як додаткових компонентів до ензиматичного середовища та застосування зворотної барди для зменшення відходів виробництва без впливу на рівень синтезу бутанолу. Подано характеристику проблеми зберігання штамів-продуцентів та визначено середовище для захисту мікроорганізмів під час ліофільного висушування.

Мета роботи - оцінити зміни у складі нейтральних і полярних ліпідів у клітинах клостридій за культивування за присутності бутанолу. Дослідження проведено на чотирьох природних ізолятах клостридій за допомогою методу проточної цитофлуориметрії. За оптимальних умов культивування у клітинах бактерій полярні ліпіди превалювали над нейтральними; вміст нейтральних ліпідів збільшувався вдвічі у спорах цих мікроорганізмів і водночас знижувався вміст полярних. Штами № 1 і № 2 були здатні рости за 1 % бутанолу в середовищі, а штам № 4 - 1,5 %. Під час культивування за різних концентрацій бутанолу досліджені штами бактерій не відрізнялись за такими цитоморфологічними ознаками, як гранулярність і розмір клітин. Зміст полярних і нейтральних ліпідів за присутності бутанолу змінювалося суттєво, проте зміни носили штаммоспеціфіческій характер і не надали змогу виявити загальні закономірності. Таким чином, вміст полярних і нейтральних ліпідів змінювався залежно від вмісту бутанолу у середовищі, однак цей ефект мав штамоспецифічний характер і не виявляв зв'язку зі стійкістю цих бактерій до бутанолу. Використання відпрацьованої біомаси бактерій як джерела ліпідів для виробництва біопалива потребує подальшої оптимізації процесу для збільшення вмісту фракції нейтральних ліпідів у клітинах бактерій.

Індекс рубрикатора НБУВ: Е422.252*72 + Е40*871

Рубрики:

Clostridium

Загальна мікробіологія

Шифр НБУВ: Ж100178 Пошук видання у каталогах НБУВ 

Мета роботи - виділення природних ізолятів сольвентогенних бактерій, скринінг та дослідження особливостей росту активних штамів продуцентів бутанолу, ацетону та органічних кислот на крохмальвмісних середовищах. Роботу виконано з використанням класичних мікробіологічних, фізико-хімічних методів і за допомогою проточної цитофлуориметрії і газорідинної хроматографії. Виділено та досліджено анаеробні сольвентогенні бактерії (тобто такі, що утворюють розчинники бутанол, ацетон, етанол). Відібрано 5 штамів активних продуцентів розчинників, які ідентифіковано як вид Clostridium acetobutylicum. Досліджено здатність бактерій до синтезу ацетону, бутанолу і етанолу у разі росту на різних крохмальвмісних середовищах. Найбільшу кількість біобутанолу (10,4 та 9,0 г/л) синтезували штами SS-2 та SS-5, які проявляли стійкість до високих (цитотоксичних) концентрацій бутанолу.

Мета роботи - дослідити нагромадження бутанолу штамами-продуцентами роду Clostridium з використанням подрібненої зеленої біомаси ріпаку як субстрату. Для вивчення нагромадження бутанолу штамами-продуцентами наважку біомаси відбирали за допомогою вагового методу у діапазоні 5 - 30 г/л. Клітини осаджували за допомогою ультрацентрифугування, супернатант переганяли та визначали продукти бродіння. Наявність розчинників у культуральній рідині визначали за допомогою газової хроматографії. Найбільше накопичення бутанолу спостерігали за використання штаму Clostridium sp. ІМВ B-7570 та подрібненої біомаси ріпаку (2,3 г/л) як субстрату. Показано, що оптимальна концентрація посівного матеріалу для максимального нагромадження бутанолу з використанням біомаси ріпаку становила 10 % від об'єму ферментаційної рідини. Виявлено, що найбільше накопичення бутанолу (2,9 г/л) було за оптимізації умов культивування та концентрації 10 г/л сухої біомаси ріпаку у ферментаційному середовищі. Таким чином, проведені дослідження показали, що подрібнена біомаса ріпаку асимілювалась штамами Clostridium sp., нагромадження бутанолу залежало від штаму, кількості посівного матеріалу, концентрації та ступеня подрібнення субстрату.

Встановлено, що бактерії роду Clostridium є активними продуцентами бутанолу, який утворюється у процесі бродіння на відходах виробництв - активних забруднювачах навколишнього середовища (відходи птахівництва - послід птиці) та відходах молочної промисловості (молочна сироватка). Проведено порівняльний аналіз хімічного складу різних видів сироватки (підсирна та кисломолочна). Проаналізовано загальний хімічний склад курячого посліду. Зроблено припущення, що молочна сироватка та пташиний послід можуть бути використані для одержання біобутанолу як основні, єдині або допоміжні компоненти субстрату для ацетоно-бутилового зброджування. Проаналізовано динаміку зміни pH під час культивування клостридій на житньому середовищі. Виявлено, що для штамів бактерій SS-1 та SS-5 спостерігалась зміна pH, що не відповідає класичному ацетоно-бутиловому бродінню. Показано здатність до синтезу бутанолу у разі використання природних поживних середовищ на основі зернових культур (ячмінь, жито, кукурудза, пшениця, овес). Найбільша кількість бутанолу продукувалась за використання житнього середовища (штам SS-2 - 11,2 г/л). Ізоляти клостридій SS-1 та SS-5 продукували на даному середовищі на 12 % менше бутанолу у порівнянні з іншими зразками, що може бути пов'язано з відхиленнями зміни pH у процесі бродіння. Встановлено, що виділені раніше штами роду Clostridium здатні зброджувати молочну сироватку та курячий послід з виділенням жирних кислот, бутанолу, інших органічних розчинників і газів. Найбільша кількість бутанолу синтезувалась на комплексному середовищі (курячий послід + молочна сироватка у співвідношенні 30:70 %) та максимально становила 9,2 г/л, а на середовищі з курячим послідом його кількість досягала значень 4,8 г/л. Це свідчить про значний потенціал використання відходів як субстратів для одержання дешевого біопалива за умови ефективної оптимізації як попередньої їх підготовки, так і умов проведення самого процесу зброджування.

Індекс рубрикатора НБУВ: Е422.252*801.1-64

Рубрики:

Clostridium

Шифр НБУВ: Ж43715 Пошук видання у каталогах НБУВ 

Наведено дані літератури щодо організації геному, участі генів у продукуванні та регуляції синтезу розчинників і метаболічної інженерії солвентогенних клостридій. Проаналізовано перехід від фази утворення кислот до фази утворення спиртів та зв'язок останньої зі спорогенезом. Визначено основні ключові гени, які впливають на їх перебіг. Показано можливість удосконалення штамів шляхом генетичних маніпуляцій (інактивації генів, уведення генів інших мікроорганізмів тощо). Встановлено вплив інактивування генів на продукцію розчинників. Аналіз методів підвищення нагромадження бутанолу засвідчило необхідність створення ефективних рекомбінантних штамів-продуцентів для надсинтезу бутанолу в разі використання відновлювальної сировини.

Наведено дані літератури щодо організації геному, участі генів у продукуванні та регуляції синтезу розчинників і метаболічної інженерії солвентогенних клостридій. Проаналізовано перехід від фази утворення кислот до фази утворення спиртів та зв'язок останньої зі спорогенезом. Визначено основні ключові гени, які впливають на їх перебіг. Показано можливість удосконалення штамів шляхом генетичних маніпуляцій (інактивації генів, уведення генів інших мікроорганізмів тощо). Встановлено вплив інактивування генів на продукцію розчинників. Аналіз методів підвищення нагромадження бутанолу засвідчило необхідність створення ефективних рекомбінантних штамів-продуцентів для надсинтезу бутанолу в разі використання відновлювальної сировини.

Досліджено анаеробні сольвентогенні бактерії (СГБ) (тобто такі, що утворюють розчинники бутанол, ацетон, етанол). Проведено ідентифікацію природних ізолятів СГБ із різних еконіш. Відібрано 4 активні штами-продуценти ацетону-бутанолу-етанолу за здатністю до утворення ацетону (3,8 - 5,0 г/л). Вивчено морфологічні зміни клітин штамів роду Clostridium із використанням електронного мікроскопа. Показано, що вегетативні клітини мають форму прямих коротких або довгих паличок із закругленими кінцями (середній розмір від 0,6 +- 1,5 до 2,4 +- 6,7 мкм), що розміщені поодиноко або утворюють пари. У кінці експоненційної фази росту паличковидні клітини починають накопичувати гранульозу, а форма клітини змінюється на сигаровидну (форму клостридій). Усі штами були рухливими (мали джгутики). Виявлено, що всі штами засвоювали моноцукри: арабінозу, галактозу, глюкозу, галактозу, лактозу, мальтозу, ксилозу, манозу, сахарозу, рафінозу, трегалозу, фруктозу, але не гліцерин, рибозу, сорбіту. Утворювали індол, уреазу, ліпазу, лецитіназу. Досліджені штами в анаеробних умовах утворюють н-бутиловий спирт, ацетон, етанол і виділяють вуглекислий газ і водень у процесі культивування на середовищі з 6 % ячмінним, житнім, кукурудзяним заторами та на середовищі Рушмана. На підставі фенотипових і генетичних досліджень ізолятів, які показали максимальну продукцію бутанолу, проведено ідентифікацію та встановлено, що штам ІМВ В-7807 належить до виду Clostridium acetobutylicum, а штами ІМВ В-7701, ІМВ В-7702, ІМВ В-7806 до виду Clostridium beijerinkii. Послідовності 16S рДНК бактеріальних ізолятів, використаних у процесі дослідження, були депоновані в базах даних GenBank.