Библиотечный каталог авторефератов Украины

       Для визначення коефіцієнтів математичної моделі були проведені розрахунки коефіцієнтів рівняння регресії у матричній формі, які дорівнювали b0 = 28,91, b1 = 1,09, b2 = 0,78, b12 = -0,16. Наступним етапом розрахунків був статистичний аналіз рівняння регресії, де перш за все обчислювали помилку досліду, а потім перевіряли значущість коефіцієнтів регресії та адекватність лінійного рівняння регресії.

       Обчислена помилка досліду дорівнювалась 0,0533. Розрахунки показали, що коефіцієнти b0, b1 та b2 є значущими, а коефіцієнт взаємодії b12 виявився не значущим. В цьому разі рівняння математичної моделі процесу синтезу біологічно активної речовини A. parvulus 3142 має наступний вигляд:

y = 28,91 + 1,09 • x1 + 0,78 • x2

       Доведена адекватність отриманого рівняння математичної моделі може дозволити використовувати його як інтерполяційну формулу для розрахунків виходу активного метаболіту при різних концентраціях вуглецевого та азотного компонентів поживного середовища, які знаходяться між заданими нами верхнім та нижнім рівнями.

       В середині 70-х років минулого століття Чао П.-Д. з співавторами виділили та ідентифікували два метаболіти з A. parvulus, однак, дані щодо біологічної активності цих речовин відсутні. Описані сполуки за структурами були віднесені до речовин хінонової природи і отримали назву аспарвенон та парвуленон. “Препарат АР 3142”, за результатами наших досліджень, не належить до класу хінонів, а є ненасиченим полієном і містить карбоксильну групу. Це дає нам підстави зробити висновок, що “препарат АР 3142” є дійсно новим метаболітом, який проявляє широкий спектр біологічних активностей.

ВИСНОВКИ

1. Проведено скринінг 128 штамів мікроміцетів р. Aspergillus, які належать до 18 видів та 3 різновидностей, за антибіотичними та фітотоксичними властивостями щодо широкого загалу тест-організмів: бактерій, в тому числі фітопатогенних, дріжджоподібних грибів та зелених водоростей.
2. Вcі штами за дослідженими властивостями можна розподілити на 6 груп: 1) штами з широким спектром антибіотичної дії та високою фітотоксичною активністю (26 %); 2) штами з вузьким спектром антибіотичної дії та високою фітотоксичною активністю (12 %); 3) штами з широким спектром антибіотичної дії та низькою фітотоксичною активністю (10 %); 4) штами з вузьким спектром антибіотичної дії та низькою фітотоксичною активністю (24 %); 5) штами, які не мають одну з досліджуваних активностей (23 %); 6) не активні штами (5 %).
3. Встановлена фітотоксична активність для двох штамів A. parvulus (3142 та 1813) щодо таких бур‘янів, як мишій, злинка, щириця та деяких культурних рослин (пшениця, горох, огірок).
4. Відпрацьовані оптимальні умови культивування A. parvulus 3142 та біосинтезу активного метаболіту: глибинне культивування, глюкоза (30 г/л) і нітрат натрію (1,5 г/л) як джерела вуглецевого та азотного живлення, температура 26 оС, рН 4,8, масообмін 0,30 гО2/л·год, наявність освітлення.
5. Розроблений новий підхід щодо ізоляції та очистки активного метаболіту з культурального фільтрату A. parvulus 3142, який базується на двохступеневій хроматографії з використанням окису алюмінію та Тoyopearl HW-40 як нерухому фазу та 0,1 н соляну кислоту і воду як елюенти.
6. Виділена в кристалічному вигляді біологічно активна сполука з A. parvulus 3142, яка одержала умовну назву “препарат АР 3142”.
7. При дослідженні деяких фізико-хімічних та спектральних характеристик “препарату АР 3142” показано, що в складі препарату відсутні азот, сірка і галогени. “Препарат АР 3142” не проявляє ознак плавлення і розкладається при 273 оС з обвуглюванням. Він не дає поглинання у видимій частині спектру, а в УФ спектрі (265 нм) дає поглинання, що вказує на присутність в молекулі від 3-х до 6 спряжених подвійних зв‘язків та карбоксильної групи.
8. Встановлено, що мінімальна пригнічуюча концентрація “препарату АР 3142” щодо Bacillus subtilis 617 складає 0,14 мг/мл. За результатами шкірної проби на кролях, а також підшкірному та внутрішньобрюшинному введенні мишам він не проявляє токсичності для теплокровних.
9. Побудовано адекватну математичну модель процесу біосинтезу “препарату АР 3142” за заданими умовами та проведено статистичну обробку отриманого рівняння регресії. Розрахункова помилка досліду становить 0,0533.

СПИСОК РОБІТ, ОПУБЛІКОВАНИХ ЗА ТЕМОЮ ДИСЕРТАЦІЇ

1. Зайченко А.М., Рубежняк И.Г., Андриенко Е.В., Кобзистая О.П., Цыганенко Е.С. Микотоксины: прошлое, настоящее, будущее // Мікробіол. журн. – 2003. – 65, № 1-2. – С. 141 – 148.
2. Циганенко К.С., Зайченко О.М. Антибіотичні властивості деяких видів роду Aspergillus Mich. // Мікробіол. журн. – 2004. – 66, № 4. – C. 56 – 61.
3. Циганенко К.С., Зайченко О.М. Антибіотичні та фітотоксичні властивості деяких штамів Aspergillus parvulus Smith // Мікробіол. журн. – 2004. – 66, № 5. – С. 62 – 67.
4. Циганенко К.С., Зайченко О.М. Характеристика фітотоксичних властивостей Aspergillus parvulus Smith // Агроекол. журн. – 2004. – № 4. – С. 42 – 45.
5. Циганенко К.С. Оцінка антибіотичного потенціалу Aspergillus parvulus Smith // Науковий вісник Чернівецького ун-ту. Сер. Біологія. – 2004. – вип. 194. – С. 33 – 36.
6. Циганенко К.С. Виділення та деякі властивості біологічно активного метаболіту AP 3142 Aspergillus parvulus Smith // Вісник Одеського національного ун-ту. Сер. Біологія. – 2005. – 10, № 3. – С. 228 – 233.
7. Циганенко К.С. AP 3142 – новий біологічно активний метаболіт Aspergillus parvulus Smith // Х з`їзд Товариства мікробіологів України, 15 – 17 вересня 2004 р., Одеса, Україна. – С. 90.
8. Цыганенко Е.С. Оптимизация условий культивирования Aspergillus parvulus для биосинтеза биологически активного метаболита // Успехи медицинской микологии. Том V. – III Всероссийский Конгресс по Медицинской Микологии, 24 – 25 марта 2005 г., Москва, РФ. – С. 234 – 236.

АНОТАЦІЯ

Циганенко К.С. Оцінка антибіотичного та токсигенного потенціалу деяких видів мікроміцетів роду Aspergillus Mich. – Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата біологічних наук за спеціальністю 03.00.07 – мікробіологія. – Інститут мікробіології і вірусології ім. Д.К. Заболотного НАН України, Київ, 2005.

Дисертацію присвячено вивченню та оцінці антибіотичного та токсигенного потенціалу деяких видів мікроміцетів роду Aspergillus, які належать до найбільш розповсюджених у природі грибів та спроможні синтезувати широкий спектр практично важливих біологічно активних речовин.

З 128 досліджуваних штамів р. Aspergillus 26 % складали штами з широким спектром антибіотичної дії та високою фітотоксичною активністю. Решта штамів проявляла різного ступеню як антибіотичні, так й фітотоксичні властивості. 5 % штамів виявилися неактивними. Скринінг антифунгальних властивостей щодо дріжджоподібних грибів виявив лише поодинокі прояви цієї активності.

       У двох штамів A. parvulus досліджена фітотоксична активність щодо насіння рослин: штам 3142 пригнічує проростання насіння мишію, щириці та пшениці, гороху, огірка, а штам 1813 – мишію та злинки.

       На штамі A. parvulus 3142 показано, що найбільша біологічна активність його культуального фільтрату спостерігається при глибинному культивуванні, де як джерела вуглецевого та азотного живлення використовуються глюкоза та нітрат натрію, відповідно, у співвідношенні 20 : 1, при температурі 26 оС, рН 4,8, масообміні з Кv = 0,3 гО2/л⋅год, при наявності освітлення.

       Розроблено новий підхід щодо виділення, фракціонування та очищення біологічно активного метаболіту з культурального фільтрату A. parvulus 3142, який базується на двохступеневій колонковій хроматографії. Такий підхід дозволив вперше виділити з A. parvulus біологічно активний метаболіт та охарактеризувати його за допомогою фізико-хімічних та біологічних методів. Отриманий кристалічний препарат не містив азоту, сірки та галогенів, розкладався при 273 оС з обвуглюванням, мав максимум поглинання в УФ частині спектру (265 нм), його МПК щодо B. subtilis 617 складала 0,14 мг/мл і не був токсичним для теплокровних.

Ключові слова: мікроміцети, Aspergillus, тест-організми, антибіотична та фітотоксична активність, спектр дії, оптимізація, колонкова хроматографія, токсичність.

АННОТАЦИЯ

Цыганенко Е.С. Оценка антибиотического и токсигенного потенциала некоторых видов микромицетов рода Aspergillus Mich. – Рукопись.

Диссертация на соискание ученой степени кандидата биологических наук по специальности 03.00.07 – микробиология. – Институт микробиологии и вирусологии им. Д.К. Заболотного НАН Украины, Киев, 2005.

Диссертация посвящена изучению и оценке антибиотического и токсигенного потенциала некоторых видов микромицетов рода Aspergillus. Грибы этого рода известны как одни из наиболее распространённых в природе и обладающие уникальной способностью синтезировать широкий спектр биологически активных веществ – антибиотиков, токсинов, ферментов, органических кислот, пигментов, которые используются в различных областях деятельности человека.

128 исследованных (музейных и свежевыделенных) штаммов р. Aspergillus по биологическим свойствам синтезируемых ими метаболитов можно разделить на 6 групп: штаммы с широким спектром антибиотического действия и высокой фитотоксической активностью (26 %); штаммы с узким спектром антибиотического действия и высокой фітотоксической активностью (12 %); штаммы с широким спектром антибиотического действия и низкой фитотоксической активностью (10 %); штаммы с узким спектром антибиотического действия и низкой фитотоксической активностью (24 %); штаммы, которые проявляют одну из исследованных активностей (23 %); неактивные штаммы (5 %).

Скрининг антифунгальных свойств по отношению к дрожжеподобным грибам показал единичные случаи проявления этой активности.

У двух штаммов A. parvulus была изучена фитотоксическая активность по отношению к прорастанию семян сорняков и сельскохозяйственных растений: штамм 3142 полностью подавлял прорастание семян щетинника, на 27 % щирицы и на 40 % пшеницы, на 25 % гороха, на 27 % огурцов, а штамм 1813 – щетинника на 45 % и мелколепестника на 27 %. Также культуральные фильтраты обоих штаммов оказывали существенное влияние на прорастание и развитие проростков и корешков семян исследованных растений.

На штамме A. parvulus 3142 изучены некоторые ростовые и биосинтетические характеристики: максимальная биологическая активность культурального фильтрата этого штамма наблюдалась при глубинном культивировании, где как источники углерода и азота использовались глюкоза (30 г/л) и нитрат натрия (1,5 г/л) в соотношении 20 : 1, при температуре 26 оС, рН 4,8, массообмене средней интенсивности (Кv = 0,3 гО2/л⋅ч), при наличии освещения. Изучение динамики роста A. parvulus 3142 и биосинтеза активного метаболита показало, что при глубинном культивировании стационарная фаза роста наступала на 7 сутки, а при поверхностном – на 10 сутки; максимумы активности культуральных фильтратов были отмечены на 6 сутки при глубинном культивировании и на 7 – при поверхностном.

Разработан новый подход к выделению, фракционированию и очистке биологически активного метаболита из культурального фильтрата A. parvulus 3142, основанный на двухступенчатой колоночной хроматографии с использованием в качестве стационарных фаз оксида алюминия и Toyopearl HW-40 и как элюентов 0,1 н соляной кислоты и дистиллированной воды, соответственно. Такой подход позволил впервые выделить из A. parvulus биологически активный метаболит и охарактеризовать его при помощи физико-химических и биологических методов: полученный препарат не содержал азота, серы и галогенов, разлагался при 273 оС с обугливанием, имел максимум поглощения в УФ части спектра (265 нм), МПК к B. subtilis 617 составляла 0,14 мг/мл и был не токсичным для теплокровных.

Построено адекватную математическую модель процесса биосинтеза биологически активного метаболита A. parvulus 3142 по содержанию в питательной среде компонентов углеродного и азотного питания и проведено её статистическую обработку.

Ключевые слова: микромицеты, Aspergillus, тест-организмы, антибиотическая и фитотоксическая активность, спектр действия, оптимизация, колоночная хроматография, токсичность.

ABSTRACT

Tsyganenko K.S. The evaluation of antibiotic and toxigenic potential of some species micromycetes of genera Aspergillus Mich. – Manuscript.

Thesis for a candidate‘s degree by a speciality 03.00.07 – microbiology. – Danilo Zabolotny Institute of Microbiology and Virology of National Academy of Sciences of Ukraine, Kyiv, 2005.

The dissertation is devoted to study and estimation of antibiotic and toxigenic potential of some micromycetes' species of the Aspergillus genera, which belong to the fungi, most widespread in a nature, and are capable to synthesize a wide spectrum of important practically bioactive substances.

128 strains of Aspergillus genera were investigated. 26 % of strains had a wide spectrum of antibiotic action and high phytotoxic activity. Others strains showed in a various degree both antibiotic and phytotoxic properties. And 5 % of strains were inactive. Screening of antifungal activity against yeast-like fungi shown only single displays of this activity.

Two strains of A. parvulus (3142 and 1813) were investigated for phytotoxic activity against plants seeds.

It was shown, that the highest bioactivity of A. parvulus 3142 cultural filtrate observed during submerged cultivation. As a source of a carbon and nitric feed glucose and NaNO3 (in the ratio 20:1, accordingly) were used. Temperature was 26 oC, pH 4.8, mass transfer with Kv = 0.3 gO2/litre per hour, at the light.

The new approach of allocation, fractionation and clearing of bioactive metabolite from cultural filtrate of A. parvulus 3142 was developed. The method is based on two-stage column chromatography. Such approach had allowed for the first time to extract bioactive metabolite from A. parvulus and to characterize it with physical-chemical and biological methods - received crystal preparation did not contain nitrogen, sulfur and halogens, destroyed at 273 oC, has a maximum of absorption in the UV part of spectrum (at 256 nm), its minimal suppressing concentration in relation to B. subtilis 617 was 0.14 mg/ml, and it was not toxic for animals.

Key words: micromycetes, Aspergillus, test-organisms, antibiotic and phytotoxic activity, spectrum of action, optimisation, column chromatography, toxicity.