Известия вузов. Прикладная химия и биотехнология
ISSN (print): 2227-2925, ISSN (online): 2500-1558 Учредитель: Иркутский национальный исследовательский технический университет Главный редактор: Евстафьев Сергей Николаевич, д-р хим. наук, профессор Периодичность / доступ: 4 выпуска в год / открытый Входит в: Белый список (3 уровень), перечень ВАК, РИНЦ, Web of Science
Неисключительная бессрочная лицензия ЛИЦЕНЗИОННЫЙ ДОГОВОР о передаче неисключительных прав на использование произведения г. Иркутск «____»__________ 20____ г. __________________________________________________________(ФИО, должность, организация) именуемый в дальнейшем «Автор (соавторы)», с одной стороны, и ФГБОУ ВО «Иркутский национальный исследовательский технический университет», именуемый в дальнейшем «Издатель», в лице ректора Корнякова Михаила Викторовича, действующего на основании Устава, с другой стороны, заключили настоящий Лицен-зионный договор о нижеследующем: Предмет договора 1.1. Автор (соавторы) безвозмездно предоставляет Издателю неисключительные права на использование произведения (далее «Статья») в научном журнале «Известия вузов. Прикладная химия и биотехнология» (далее «Журнал»). Название Статьи: __________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ 1.2. Использование Статьи осуществляется в обусловленных настоящим Лицензионным договором пределах. Права и обязанности сторон 2.1. По настоящему Лицензионному договору Автор (соавторы) предоставляет(ют) Издателю следующие права: 2.1.1. Право на воспроизведение, распространение, переиздание, перевод, оцифровку и дальнейшее распространение в печатном и электронном виде в составном произведении журнала, передачу третьим лицам для доведения до всеобщего сведения; 2.1.2. Право на воспроизведение Статьи в версии Журнала, размещаемой на сайте университета: www istu.edu и на сервере Электронной Российской научной библиотеки: www.elibrary.ru и других базах данных; 2.1.3. Право на выпуск в свет, в том числе право на обнародование Статьи; 2.1.4. Право на импорт и экспорт в целях распространения. 2.2. Статью допускается копировать, цитировать исключительно в некоммерческих целях с соблюдением соответствующих положений авторского законодательства с обязательным указанием имени авторов и источника заимствования, на копиях Статьи должна быть сохранена информация об авторских правах. 2.3. Территория использования – не ограничена на русском и английском языках в печатных и электронных версиях этого журнала. 2.4. Автор (соавторы) представляет(ют) свои персональные данные (место работы, должность, E-mail), которые он(они) разрешает(ют) опубликовать в открытом доступе. 2.5. Предоставление доступа к Статье осуществляется на безвозмездной основе. 2.6. Автор (соавторы) гарантирует(ют) наличие у него(них) прав на Статью и что использование Статьи в журнале «Известия вузов. Прикладная химия и биотехнология» на условиях настоящего разрешения не приведет к нарушению прав третьих лиц. 2.7. Гонорар за публикацию статьи не назначается. Срок и территория, на которые передаются права 3.1. Права по настоящему Лицензионному договору предоставляются на неопределенный срок, начиная с ____________________ (дата). 3.2. Права по настоящему Лицензионному договору предоставляются на территории всех стран мира и в сети Интернет. Ответственность сторон 4.1. Ответственность Сторон определяется в соответствии с действующим законодательством РФ. Разрешение споров 5.1. Все споры и разногласия, которые могут возникнуть между сторонами и по вопросам, не нашедшим своего разрешения в тексте данного Лицензионного договора, будут разре-шаться путем переговоров на основе действующего законодательства и обычаев делового оборота. 5.2. При неурегулировании в процессе переговоров спорных вопросов, споры разрешаются в судебном порядке. Заключительные положения 6.1. Настоящий Лицензионный договор вступает в силу с момента подписания его сторонами и действует бессрочно. 6.2. Во всем остальном, что не предусмотрено настоящим Лицензионным договором, сто-роны руководствуются действующим законодательством. 6.3. Любые изменения и дополнения к настоящему Лицензионному договору действительны, при условии, если они совершены в письменной форме и подписаны сторонами. 6.4. Стороны вправе расторгнуть Лицензионный договор по взаимному письменному соглашению. 6.5. Лицензионный договор составлен в двух экземплярах по одному для каждой из сторон. Адреса и реквизиты сторон ИЗДАТЕЛЬ: ФГБОУ ВО «Иркутский национальный исследовательский технический университет» Адрес: 664074, г. Иркутск, ул. Лермонтова, 83. АВТОР: ⃰⃰ Ф.И.О.___________________________________ Адрес: индекс_____________________________ Место постоянной работы:__________________ _________________________________________ Телефон (дом., раб.)________________________ Мобильный тел.___________e-mail:__________ РЕКТОР / Корняков М.В./ АВТОР / / ⃰ Если в статье несколько авторов, то все они подписывают данный договор.
Термическое расширение и ионная проводимость K5Pb0,5Zr1,5 (MoO4)6
Целью представленного исследования являлось получение нового тройного молибдата K5Pb0,5Zr1,5(MoO4)6, изоструктурного K5Pb0,5Hf1,5(MoO4)6, методом направленного синтеза по твердофазной реакции в интервале температур от 350 до 550 °С в течение 100 ч. Соединение кристаллизуется в тригональной сингонии с пространственной группой R3̅ с параметрами элементарной ячейки a = 10,6604(2) Å, c = 37,9769(9) Å, V = 3737,6(2) Å3. Структура уточнена методом Ритвельда. Положения атомов уточнены в изотропном приближении c «мягкими» ограничениями на расстояния Mo–O и углы связей O–Mo–O. Кристаллическая структура представляет собой трехмерный каркас, образующийся из октаэдров PbO6 и ZrO6 и тетраэдров MoO4, соединяющихся между собой посредством общих кислородных вершин. Термическое расширение K5Pb0,5Zr1,5(MoO4)6 исследовано методом высокотемпературной порошковой рентгенографии. Вычисленные значения коэффициентов термического расширения вдоль обоих кристаллографических осей остаются положительными во всем температурном диапазоне, при этом значение αa остается постоянным, в то время как значение αс с ростом температуры возрастает. Полученный тройной молибдат относится к материалам с высоким тепловым расширением (αV = 60×10-6 °C-1). Значительная анизотропия в кристаллографическом направлении с обусловлена «мягкими» легко деформирующимися связями K–O и Pb-O. Электропроводность K5Pb0,5Zr1,5(MoO4)6 исследована методом импедансной спектроскопии в интервале температур 30–500 °C; при 500 °C значение проводимости достигает 0,7×10-4 См/см с Еа = 0,59 эВ.
© Ковтунец Е.В., Спиридонова Т.С., Тушинова Ю.Л., Логвинова А.В., Базарова Ц.Т., Базаров Б.Г., 2025 https://creativecommons.org/licenses/by/4.0
Синтез и антимикробная активность функционально замещенных 1,3-диоксациклоалканов
Одним из направлений развития органической химии является синтез биологически активных соединений, в том числе обладающих бактерицидной активностью, на основе доступного нефтехимического сырья. С целью расширения библиотеки биоактивных соединений, содержащих 1,3-диоксациклановый фрагмент, осуществлен синтез производных 5-ацил-5-изопропил-1,3-диоксана – 1-(5-изопропил-1,3-диоксан-5-ил)этанола и (1-(5-изопропил-1,3-диоксан-5-ил)этилфенилкарбамата. Изучено влияние функционально 2,2,4-тризамещенных 1,3-диоксоланов и синтезированных соединений, содержащих 1,3-диоксановый фрагмент, на рост штаммов грамотрицательных и грамположительных бактерий, низших грибов Candida albicans. Исследования структуры и активности показали, что 2-метил-2-этил-4-хлорметил-1,3-диоксолан, содержащий хлорметильную группу, обладает противомикробным действием в отношении грамположительных и грамотрицательных тест-культур и слабой противогрибковой активностью (минимальная ингибирующая концентрация 100 мкг/мл) в отношении более низких грибов Candida Albicans. 1-(5-Изопропил-1,3-диоксан-5-ил)этанол проявляет противогрибковую активность (минимальная ингибирующая концентрация 2 мкг/мл) и резко снижает антимикробную активность против Klebsiella pneumonia, Staphylococcus aureus, Enterobacter aerogenes (минимальная ингибирующая концентрация 100 мкг/мл), в отличие от сходного по строению 2-метил-2-этил-4-гидроксиметил-1,3-диоксолана, не проявившего аналогичных свойств. 5-Ацил-5-изопропил-1,3-диоксан, содержащий в структуре карбонильную группу, проявил антимикробную активность (минимальная ингибирующая концентрация 25 мкг/мл) в отношении грамотрицательных тест-культур, за исключением Pseudomonas aeruginosa. Гетероциклы (2-метил-2-этил-4-хлорметил-, 2-изобутил-2,4-диметил-, 2-метил-2-изобутил-4-хлорметил- и 2-метил-2-изобутил-4-гидроксиметил-1,3-диоксоланы) в концентрациях до 100 мкг/мл не ингибировали жизнедеятельность изученных бактерий и низших грибов. Полученные результаты показывают перспективность продолжения поиска новых антимикробных и противогрибковых препаратов ряда 1,3-диоксациклоалканов, структура которых принципиально отличается от известных антибактериальных препаратов.
© Борисова Ю.Г., Булгаков А.К., Хуснутдинова Н.С., Раскильдина Г.З., Злотский С.С., Булгакова А.А., Мещерякова С.А., Султанова Р.М., 2025 https://creativecommons.org/licenses/by/4.0
Оценка противогрибковой и антиоксидантной активности экстрактов, полученных из дождевого червя (Perionyx excavatus) с использованием различных растворителей
В данном исследовании были оценены противогрибковые и антиоксидантные активности экстрактов из порошка дождевого червя (Perionyx excavatus), приготовленных с использованием различных растворителей, включая 80%-й этанол, 50%-й этанол и дистиллированную воду. Эффективность экстракции варьировалась от 18,5 до 21,2%, в то время как содержание общего белка колебалось от 64,8 до 67,5%. Примечательно, что водный экстракт продемонстрировал наивысшие значения как по эффективности экстракции, так и по содержанию белка. Анализ методом тонкослойной хроматографии выявил присутствие аминокислот и пептидов с Rf-значениями от 0,42 до 0,65. Спектры инфракрасной спектроскопии с преобразованием Фурье показали характерные пики, связанные со структурой белков. Электрофорез в полиакриламидном геле с додецилсульфатом натрия указал на наличие белков преимущественно с молекулярной массой ниже 50 кДа в экстрактах, особенно в экстракте с 80%-м этанолом, который в основном содержал белки с молекулярной массой ниже 30 кДа. Противогрибковые тесты против Candida albicans показали наивысшую эффективность у экстракта с 80%-м этанолом с диаметром зоны ингибирования 13.3 мм и минимальной ингибирующей концентрацией 75 мг/мл. Кроме того, экстракты продемонстрировали активность в отношении улавливания радикалов DPPH и ABTS, причем экстракт с 80%-м этанолом показал наивысший антиоксидантный потенциал со значениями IC50 231,3 мкг/мл для DPPH и 208,9 мкг/мл для ABTS. В заключение необходимо отметить, что экстракты из порошка дождевого червя проявили значительную биологическую активность, что делает их перспективными кандидатами для применения в фармацевтике и косметологии.
© Дунг Н.Т., Сон Ф.Х., Тринь Н.Т., Тхао В.Н., Ту Б.Л., Луан Л.К., Тхинь Б.Б., Хай Л.В., 2025 https://creativecommons.org/licenses/by/4.0
Полимерные конъюгаты цефотаксима и кинетика его высвобождения
Целью проведенного исследования являлось изучение продуктов взаимодействия в растворе антибиотика цефотаксима с янтарным ангидридом, сополимером малеинового ангидрида и диальдегидной формой пшеничного крахмала. Показано, что в результате реакции цефотаксима с янтарным ангидридом образуется сукцинамид; для сополимера малеинового ангидрида вероятно связывание цефотаксима по типу нековалентного межмолекулярного взаимодействия. Обнаружено образование азометинового производного окисленного полисахарида с цефотаксимом, мольное соотношение исходных глюкозидных звеньев крахмала, диальдегидных непрореагировавших и связанных с цефотаксимом азометиновой связью составляет 0,204:0,606:0,19. Изучено высвобождение лекарственного вещества из полученной матричной формы в различных биорелевантных средах (физраствор, фосфатный буфер, буфер Трис-HCl). Установлено, что количество высвободившегося цефатоксима приближается к 100% за 10 ч, процесс его высвобождения протекает по двум фазам. В течение первой фазы (1–2 ч) в раствор выходит от 70 (рН 7,4–8,0) до 35% (рН 7,14) лекарственного вещества, после чего скорость процесса существенно снижается. Обработка кинетических данных по уравнениям первого порядка и Хигучи показала соответствие обеим моделям. Найденные константы скорости возрастают пропорционально величине рН раствора. Предполагается, что первоначально протекает гидролиз азометиновой связи с отщеплением молекул цефотаксима от полимерной матрицы, затем растворение находящихся на поверхности макромолекул окисленного крахмала, вследствие повышения вязкости слоя раствора, окружающего частицу конъюгата, скорость гидролиза снижается. В целом высвобождение цефотаксима из конъюгата протекает как реакция псевдопервого порядка, сопровождающаяся вкладом диффузионных процессов.
© Тюрина Т.Г., Крюк Т.В., Шевчук Н.О., 2025 https://creativecommons.org/licenses/by/4.0
Эмульсионные микро- и нанокапсулы в системе концентрат лактоглобулина / пектин с эфирным маслом лаванды Lavandula angustifolia, стабилизированные ультразвуком
В последние годы стремительно растет интерес к применению биоактивных соединений, выделенных из растительных источников, в качестве ингредиентов для функциональных пищевых продуктов и фармацевтических препаратов. Известно, что пищевая матрица, размер молекулы, внешние факторы и среда желудочно-кишечного тракта могут препятствовать биодоступности и абсорбции этих биоактивных соединений в организме. Защита данных соединений с помощью технологии наноинкапсуляции может повысить их стабильность. Представленная работа посвящена исследованию применения системы доставки на основе эмульсионных микро- и нанокапсул для защиты биоактивных соединений (эфирных масел) и изучению ультразвукового влияния различной амплитуды на стабильность эмульсионных микрокапсул в системе белок / пектин с эфирным маслом. Были вычислены: средний размер полученных микрокапсул, дзета-потенциал, удельная поверхность частиц и вязкость дисперсной системы. Показано, что действие ультразвука инициирует образование пектинового слоя с разной плотностью заряда на поверхности частиц эмульсии в зависимости от приложенной силы ультразвука. Найдено оптимальное значение амплитуды ультразвука, способствующее формированию частиц со средним размером и с высокой удельной поверхностью 32967 см2 на 1 мл эмульсии. Полученные нано- и микрочастицы с эфирным маслом показали хорошую антимикробную, антигрибковую и антивирусную активность. Разработанные системы доставки на основе пищевых биополимеров с выявленными характеристиками вполне могут соответствовать требованиям рынка антибактериальных препаратов и найти свое применение в области создания функциональных продуктов.
© Алиева Ш.Р., Кодирова Г.А., Шерова З.У., Усманова С.Р., Мухидинов З.К., 2025 https://creativecommons.org/licenses/by/4.0
Рост корней трансгенных растений табака со сверхэкспрессией гена ксилоглюканэндотрансгликозилазы PtrXTH1 в условиях абиотического стресса
Ксилоглюканэндотрансгликозилазы представляют собой гидролитические ферменты клеточных стенок, которые участвуют в регуляции и обеспечении роста растений. Сверхэкспрессия генов ксилоглюканэндотрансгликозилаз может позитивно влиять на рост и стрессоустойчивость трансгенных растений, однако механизмы такого влияния остаются малоизученными. Целью данной работы являлось создание трансгенных растений табака со сверхэкспрессией гена ксилоглюканэндотрансгликозилазы осины PtrXTH1, а также морфофизиологический анализ их корней в условиях действия абиотических стресс-факторов. Трансгенные растения табака характеризовались увеличенной длиной корней по сравнению с растениями дикого типа как при оптимальных условиях, так и при засолении (действие хлорида натрия в концентрации 100 мМ), гипотермии (12 °С) и загрязнении кадмием (действие ацетата кадмия в концентрации 200 мкМ). Площадь клеток паренхимы корней у трансгенных растений табака была больше по сравнению с растениями дикого типа только при действии ацетата кадмия, тогда как при норме, гипотермии и засолении разница в размере клеток не обнаруживалась. Сверхэкспрессия гена PtrXTH1 способствовала увеличению в корнях общей антиоксидантной способности, содержания пролина, водорастворимых сахаров, окисленного и восстановленного глутатиона при действии всех трех стрессовых факторов. Таким образом, трансген PtrXTH1 оказывает стимулирующее действие на рост корней табака при норме и действии абиотических стресс-факторов, что сопровождается положительными изменениями в антиоксидантной системе.
© Бережнева З.А., Мусин Х.Г., Кулуев Б.Р., 2025 https://creativecommons.org/licenses/by/4.0
Биотехнологическая трансформация биомассы мискантуса гигантского в бактериальную наноцеллюлозу
Биотехнологическая трансформация растительного сырья является одним из наиболее перспективных промышленных процессов получения высокоценных продуктов из недорогого растительного сырья. Целью проведенной работы являлся анализ биотрансформации мискантуса гигантского в высокоценную бактериальную наноцеллюлозу от исходного сырья до конечного продукта, то есть представление полного цикла переработки растительного сырья. Изначально был определен химический состав биомассы мискантуса гигантского, содержание целлюлозы в ней составило 54%. Далее осуществляли биотрансформацию в три этапа: на первом этапе биомассу мискантуса гигантского подвергали предварительной обработке четырьмя способами; далее полученные субстраты подвергали ферментативному гидролизу в одинаковых условиях и получали углеводные питательные среды; на завершающем этапе проводили биосинтез бактериальной наноцеллюлозы на полученных питательных средах посредством симбиотической культуры Мedusomyces gisevii Sa-12. В результате было выявлено, что химическая предобработка с помощью разбавленных растворов азотной кислоты и гидроксида натрия является чрезвычайно эффективной и позволяет повысить реакционную способность к ферментативному гидролизу в 28–31 раз по сравнению с нативным мискантусом. Однозначно показано, что в технологии получения бактериальной наноцеллюлозы из мискантуса гигантского предварительную обработку биомассы необходимо проводить в одну стадию разбавленным раствором азотной кислоты. В этом случае выход субстрата из исходного сырья для последующего гидролиза составляет 50%, излечение редуцирующих сахаров из биомассы мискантуса максимально (65,2%) и выход бактериальной наноцеллюлозы в 1,1–1,3 раза выше, чем при трех других способах предобработки биомассы.
© Шавыркина Н.А., Гладышева Е.К., Зенкова А.А., Скиба Е.А., 2025 https://creativecommons.org/licenses/by/4.0
Влияние повышенной экспрессии гена митохондриальной альтернативной внешней NADH-дегидрогеназы Arabidopsis thaliana на уровень генерации активных форм кислорода в листьях табака Nicotiana tabacum при низкой температуре
Низкая температура является одним из важных факторов, лимитирующих жизнеспособность и продуктивность растений. При многих стрессах, в том числе и при низкой температуре, в клетке происходит увеличение генерации активных форм кислорода, которые являются сигнальными молекулами и в то же время вредят клетке, повреждая ее компоненты. В свою очередь, митохондрии представляют собой одну из основных мишеней окислительного повреждения при стрессе, а кроме того, значительный источник активных форм кислорода. Митохондрии растений имеют большое количество ферментов альтернативных путей транспорта электронов, многие из которых активны при стрессе. Цель проведенного исследования заключалась в оценке влияния низкой положительной температуры и повышенной экспрессии гетерологичного гена NDB2 (альтернативная внешняя NADH-дегидрогеназа митохондрий) на генерацию активных форм кислорода, работу альтернативной дыхательной цепи в митохондриях и экспрессию стрессовых белков в условиях освещения в листьях табака Nicotiana tabacum. Установлено, что в листьях растений табака с повышенной экспрессией гена NDB2 Arabidopsis thaliana происходило снижение продукции активных форм кислорода в контрольных условиях и в условиях пониженной температуры в сравнении с растениями дикого типа. Полученные результаты свидетельствуют, что гетерологичный ген NDB2 Arabidopsis thaliana участвует в увеличении активности альтернативной электрон-транспортной цепи в митохондриях растений табака, снижает уровень генерации активных форм кислорода и влияет на содержание стрессовых белков как в контрольных условиях, так и в условиях низкотемпературного воздействия.
© Боровский Г.Б., Горбылева Е.Л., Катышев А.И., Коротаева Н.Е., Полякова Е.А., Пятрикас Д.В., Степанов А.В., Федосеева И.В., Шигарова А.М., 2025 https://creativecommons.org/licenses/by/4.0
Исследование продуктивности и свойств штамма Weizmannia coagulans, способного синтезировать L-молочную кислоту
Исследования продуцентов L-молочной кислоты на сегодняшний день представляются весьма актуальными в связи с широкими сферами ее применения. Целью проведенного исследования являлся подбор параметров культивирования термофильного штамма-продуцента L-молочной кислоты Weizmannia coagulans, выделенного из молока. В ходе работы выявлено, что продуктивность штамма зависит от температуры культивирования, скорости перемешивания, рН среды, использованного нейтрализующего агента и концентрации глюкозы. По результатам культивирования в колбах и ферментере установлено, что за 56 часов штамм способен продуцировать до 80,4 г/л молочной кислоты при соответствующей средней продуктивности 1,44 г/(л×ч) с конверсией порядка 99%. Самыми оптимальными параметрами для получения наибольших показателей были температура 50 °С, рН среды 6,5, перемешивание 150 об/мин. Показано, что данный штамм не ингибируется высокими концентрациями глюкозы, а, напротив, демонстрирует большую продуктивность при концентрации глюкозы в среде 100–120 г/л. Среди нейтрализующих агентов, используемых для корректировки рН, выбран Са(ОН)2, который в наименьшей степени влияет на размер клеток продуцента в процессе ферментации и побочные продукты использования которого наименее токсичны. Полученные результаты показывают, что данный штамм требует дальнейших исследований его особенностей метаболизма и генетической модификации для повышения продуктивности, снижения ингибирующего эффекта целевого продукта на метаболизм продуцента и получения повышенных титров молочной кислоты за короткое время ферментации.
© Ертилецкая Н.Л., Суханова А.А., Бояндин А.Н., Середа А.А., Сырцов С.Н., Прокопчук Ю.А., 2025 https://creativecommons.org/licenses/by/4.0
Использование водной фазы процесса гидротермального ожижения как субстрата для культивирования микроводорослей
Цель проведенного исследования заключалась в изучении способности 9 штаммов микроводорослей из коллекции IPPAS Института физиологии растений им. К.А. Тимирязева РАН использовать в качестве субстрата компоненты водной фазы процесса гидротермального ожижения избыточного активного ила. Для отбора наиболее перспективных культур были проанализированы их ростовые характеристики, а также эффективность удаления ионов NH4+, PO43- и органических соединений. Отмечено, что все изучаемые культуры способны использовать компоненты водной фазы в качестве питательного субстрата. Наибольшая удельная скорость роста 0,92 сут.-1 наблюдалась у штамма Chlorella sp. IPPAS С-1210. При этом было показано, что по эффективности изъятия поллютантов из среды перспективными оказались штаммы Parachlorella kessleri IPPAS С-9 и Chlorella minutissima IPPAS С-123: эффективность ассимиляции NH4+ составила 78 и 81%, а PO43- – 89 и 91% соответственно. Исследован состав биомассы культур С-9 и С-123, большую часть которой составляют полисахариды – 41 и 44%, а также белки – 31 и 25% от общей массы соответственно. Кроме того, в результате последовательной двухэтапной очистки водной фазы с использованием микроорганизмов-деструкторов (Paenarthrobacter nicotinovorans и Comamonas testosteroni) и культур микроводорослей была достигнута высокая степень обезвреживания среды. В течение 17 суток процесса очистки концентрация ионов аммония снизилась с 289,8±14,9 до 51,1±2,2 мг/дм3, фосфатов – с 116,3±8,1 до 11,3 мг/дм3, общая эффективность процесса удаления поллютантов из водной фазы составляла до 90%.
© Клементьев С.В., Буденкова Е.А., Куликова Ю.В., Сироткин А.С., 2025 https://creativecommons.org/licenses/by/4.0
Динамика концентрации нафталина в водной среде в присутствии Bacillus megaterium
Изучили экспериментально динамику концентрации нафталина с исходным содержанием 1, 2 и 3 г/л в синтетической сточной воде. Начальное число клеток Bacillus megaterium МК64-1 в среде составило 1,7×107 КОЕ/мл. На 1-е сутки опыта концентрация нафталина снизилась до сотых долей грамма, при этом количество микроорганизмов увеличилось до 109 КОЕ/мл (в вариантах с начальным количеством нафталина 1 и 2 г/л) и до 1011 КОЕ/мл (в вариантах со стартовым количеством нафталина 3 г/л). За 14 суток значение рН среды как в опытных, так и в контрольном вариантах с добавлением суспензии микроорганизмов снизилось в среднем на 0,7 ед. (с 8,56 до 7,86). За это время величина редокс-потенциала среды в опытных вариантах увеличилась в среднем на 70 мВ. Выявлена весьма тесная прямая корреляция (р < 0,05) между исходной концентрацией и количеством деградированного бактериями поллютанта. Определение дегидрогеназной активности Bacillus megaterium двумя методами (с 2,3,5-трифенилтетразолия хлоридом и с метиленовым синим), а также определение чувствительности микроорганизмов к концентрациям углеводорода 1, 2 и 3 г/л диско-диффузионным методом показали отсутствие токсического действия исследуемых концентраций поллютанта на бактерии в условиях опыта. Результаты экспериментальной работы позволяют сделать вывод о способности штамма Bacillus megaterium МК64-1 к биодеструкции нафталина.
© Коваленко С.А., Купчинский А.Б., Стом Д.И., 2025 https://creativecommons.org/licenses/by/4.0
Синтез трехмерных матриц на основе привитых сополимеров коллаген–пектин–полиакрилат с использованием фотокатализа в присутствии сложного оксида RbTe1,5W0,5O6
Разработка новых перспективных материалов трехмерной структуры из доступных биорезорбируемых, биоинтегрируемых и биосовместимых полимеров востребована и актуальна в связи с интенсивным развитием регенеративной медицины. В данной работе гидрогели привитых полимеров метилметакрилата/бутилакрилата на смесь коллагена и пектина были получены в ходе фотокатализа в присутствии сложного оксида RbTe1,5W0,5O6. Характеристики продуктов синтеза были получены с помощью гель-проникающей хроматографии, элементного анализа, электронной микроскопии и биологических тестов на биоцидность. Было установлено содержание коллагена в количестве менее 40%, микроструктура полимера в виде мелкоячеистой сетки и биоцидность образцов пленок. Полимерный продукт был идентифицирован на поверхности катализатора после отделения порошка оксида от водной дисперсии. Основным преимуществом таких материалов является уникальное сочетание свойств их компонентов, собранных в определенную структуру. К преимуществам полученного материала относится в том числе экологическая ценность исходных компонентов – натурального возобновляемого сырья: коллаген был выделен из отходов переработки трески, пектин – из отходов переработки фруктов и овощей.
© Семенычева Л.Л., Продаевич В.В., Румянцева В.О., Фукина Д.Г., Корягин А.В., Валетова Н.Б., Смирнова О.Н., Сулейманов Е.В., 2025 https://creativecommons.org/licenses/by/4.0
Частота встречаемости cry-подобных генов в штаммах Bacillus thuringiensis Крымской коллекции микроорганизмов
Энтомопатогенные штаммы Bacillus thuringiensis используются для разработки биопрепаратов нового поколения против листогрызущих вредителей. Целью проведенного исследования было изучение частоты встречаемости cry-подобных генов в штаммах и выбор перспективного для создания на его основе энтомопатогенного биопрепарата. Материалом для исследования послужили энтомопатогенные штаммы Bacillus thuringiensis, полученные из Крымской коллекции микроорганизмов Научно-исследовательского института сельского хозяйства Крыма. Энтомопатогенное действие перспективных штаммов изучали в ходе лабораторных опытов на личинках представителей отрядов Coleoptera, Lepidoptera. В качестве наиболее перспективных, содержащих не менее четырех генов токсинообразования, отобраны штаммы Bacillus thuringiensis 708 (cry1, thuE, cry7-8, cry11), 942 (cry1, thuE, cry11, vip), 949 (cry1, thuE, cry4, cry7-8), 989 (cry1, thuE, cry11, vip), 0162 (cry1, thuE, cry11, vip), 0307 (cry1, thuE, cry4, cry7-8), 0308 (cry1, thuE, cry4, cry7-8), 0363 (cry1, thuE, cry5, cry11) и 0371 (cry1, thuE, cry9, cry11). Установлено, что выделенные штаммы Bacillus thuringiensis 0162, 0307, 0363 и 0371 оказывают высокое энтомопатогенное действие против личинок колорадского жука, ильмового листоеда (88,3–100%), гусениц плодовой моли, капустной совки, златогузки и американской бабочки (92,3–100%). Показано, что штамм Bacillus thuringiensis 0371 проходит все классические фазы развития и в течение 45–48 ч демонстрирует полный выход кристаллов и спор из спорангия. Таким образом, штамм 0371 перспективен для разработки регламента производства биопрепарата для защиты сельскохозяйственных растений.
© Крыжко А.В., 2025 https://creativecommons.org/licenses/by/4.0
Влияние биостимулятора Rhodococcus qingshengii VKM Ac-2784D на бактерии, выделенные из эндо- и ризосферы растений картофеля
Микробиом картофеля оказывает существенное влияние на рост и развитие растений. Для воздействия на микробиом в сельском хозяйстве перспективно использовать различные биопрепараты на основе почвенных микроорганизмов. Растения картофеля, будучи уязвимыми к патогенам и засухе, наиболее интересны в качестве объекта для разработки биопрепаратов. Особое внимание уделяется бактериям рода Rhodococcus благодаря их способности очищать почву от загрязнений и стимулировать рост растений. Целью проведенного исследования являлось изучение влияния штамма Rhodococcus qingshengii VKM Ac-2784D на бактерии, выделенные из эндо- и ризосферы растений картофеля. Известно, что лишь малая часть микроорганизмов в составе растительного микробиома может быть получена в чистой культуре. С учетом этих ограничений без использования селективных сред удалось выделить более 70 эндофитных штаммов и показать, что многие из них чувствительны к присутствию компонента биопрепарата из Rhodococcus qingshengii VKM Ac-2784D. Данные метагеномного исследования свидетельствуют об изменении состава микробного сообщества после обработки биопрепаратом. Эксперименты также показывают, что бактерии сохраняют чувствительность к родококку даже в присутствии других конкурирующих штаммов. В целом результаты проведенного исследования указывают на модулирующее воздействие биопрепарата на микробиом картофеля без фитотоксичности. Полученные сведения важны для понимания влияния биопрепаратов на микробный состав почвы и растений картофеля, а также для разработки эффективных стратегий использования микроорганизмов в сельском хозяйстве.
© Мориц А.С., Маркова Ю.А., Филинова Н.В., Петрушин И.С., 2025 https://creativecommons.org/licenses/by/4.0
Влияние метода су-вид и ферментативной реструктуризации мышечной ткани макруруса малоглазого на формирование качества готовой продукции
Цель проведенного исследования заключалась в обосновании технологии переработки глубоководного объекта промысла Тихоокеанского бассейна – макруруса малоглазого – на основе метода су-вид и ферментативной реструктуризации мышечной ткани. Были определены физико-химические свойства мышечной ткани на различных стадиях обработки, изменения фракционного состава белков, проведено сравнение предлагаемой технологии и традиционных способов термообработки; определены рациональные параметры процесса, изучена стабильность готовой продукции при хранении и показатели ее безопасности. Показатели качества при обработке различными способами (варка в воде, обработка паром и су-вид) отразили снижение плотности, разрушение структуры мышечной ткани и утрату потребительской привлекательности готового продукта во всех случаях. При обработке методом су-вид технологические потери были существенно меньшими, что соответствовало меньшей степени денатурации белка. Для достижения необходимых показателей качества была проведена предварительная реструктуризация мышечной ткани макруруса с использованием трансглутаминазы для формирования сшивок между молекулами белка. Дополнительными субстратами, усиливающими полимеризацию эндогенных белков, служили желатин и лактат хитозана. Продукты сохраняли целостность структуры при повышении ее прочности. Рассмотрено влияние трансглутаминазы на связывание саркоплазматических и миофибриллярных белков с образованием высокомолекулярных конъюгатов. При морозильном хранении образцов в течение 6 месяцев существенных изменений физико-химических показателей, включая степень денатурации белка и прочность готового продукта, не отмечено. За период хранения для всех образцов микробная контаминация не превышала 102 КОЕ/г. Добавление лактата хитозана значительно снизило рост психрофильных микроорганизмов.
© Пивненко Т.Н., Позднякова Ю.М., Панчишина Е.М., Есипенко Р.В., 2025 https://creativecommons.org/licenses/by/4.0
Сравнительный анализ структурно-функциональных особенностей эндоглюканаз с разным температурным оптимумом действия
Целлюлазы, температурный оптимум которых сдвинут к экстремально высоким или низким значениям, представляют особый интерес, так как их применение позволяет более гибко регулировать технологические условия их промышленного использования. Тем не менее механизмы, объясняющие адаптации ферментов к предельным температурам, полностью не установлены. Целью проведенной работы являлось исследование методами биоинформатики зависимости структуры микробных эндоглюканаз от двух факторов – принадлежности продуцентов к разным таксономическим группам высшего ранга (бактерии, грибы, археи) и температурного оптимума их среды обитания (психро-, мезо- и термофилы). Ферменты, извлеченные из Uniprot и GenBank, анализировались с помощью попарного и множественного выравнивания последовательностей, попарного выравнивания пространственных структур и сравнения аминокислотных профилей. В результате показано, что последовательности кластеризуются в соответствии с систематикой продуцентов и не содержат паттернов, связанных с адаптациями к температурным условиям. В то же время аминокислотный профиль белков зависит также от температурных условий среды обитания микроорганизмов – частоты некоторых аминокислот (E, I, Y, D, Q) достоверно различаются у ферментов с разными температурными оптимумами. Также идентифицирована выборка ферментов с низкой идентичностью последовательностей, но с высоким сходством 3D-структур, включающая как ферменты из близких таксонов, но с разным термооптимумом, так и эндоглюканазы из микроорганизмов, далеких в систематическом отношении, но обитающих в сходных температурных условиях. Помимо прочего, представлено обсуждение возможных механизмов наблюдаемых различий между показателями идентичности разных структурных уровней белка.
© Петухова О.С., Приставка А.А., Приставка Е.А., Гавриков Д.Е., Саловарова В.П., 2025 https://creativecommons.org/licenses/by/4.0