Вступ. Базидієвий гриб Schizophyllum commune є перспективним продуцентом біологічно активного екзополісахариду шизофілану. Шизофілан – це нейтральний, водорозчинний гомополісахарид, що є β-(1→3)-D-глюканом з β-(1→6)-відгалуженнями [1]. Ця сполука характеризується широким спектром біологічної активності. Зокрема, шизофілан проявляє імуномодулювальні, протипухлинні та антиоксидантні властивості, [2-4].
Оскільки шизофілан є екзометаболітом, його отримання здійснюють шляхом глибинного культивування штамів-продуцентів S. commune. Біосинтез шизофілану значною мірою визначається складом поживного середовища, зокрема джерелами азоту, що застосовуються. Тому дослідження впливу різних джерел азоту на накопичення біомаси та синтез шизофілану є важливим кроком у розробці вітчизняних біотехнологій отримання полісахаридів.
Метою роботи було вивчення впливу різних джерел азоту на ріст міцелію S. commune та біосинтез шизофілану в умовах глибинного культивування.
Матеріали та методи. Об’єктом дослідження був штам Schizophyllum commune 8, ізольований із природного середовища (м. Київ). Глибинне культивування з метою оцінки впливу джерел азоту на накопичення міцеліальної біомаси та на біосинтез екзополісахариду проводили у синтетичному середовищі протягом 14 діб. Посівну культуру вносили в об’ємі 10 %. Склад базового середовища (г/дм3): глюкоза – 20,0 ; KH2PO4 – 1,0; K2HPO4 – 1,0; MgSO4·7H2O – 0,6. В різні варіанти середовищ вносили нітрат амонію, нітрат калію, пептон, дріжджовий екстракт і сечовину у кількості еквівалентній вмісту азоту в нітраті амонію 3,0 г/дм3.
Біомасу визначали ваговим методом після висушування до сталої маси при 105 °C. Концентрацію екзополісахаридів оцінювали гравіметрично після осадження культуральної рідини 96 % етанолом (1:1), витримування при 4 ± 1°C протягом 24 годин, фільтрації та висушування у зважених бюксах [5].
Результати та обговорення. У результаті проведених досліджень встановлено, що різні джерела азоту по-різному впливають на ріст S. commune та біосинтез шизофілану. Найвищі показники накопичення міцеліальної біомаси (17,97 ± 0,46 г/дм3) зафіксовано на середовищі з дріжджовим екстрактом, що пояснюється його комплексним складом — наявністю не лише азотистих сполук, а й вітамінів, амінокислот і мікроелементів, які стимулюють розвиток міцелію. Дещо нижчі результати отримано при використанні пептону (5,17 ± 0,96 г/дм3), який також є ефективним органічним джерелом азоту.
На середовищах із неорганічними сполуками азоту спостерігалося значно менше накопичення біомаси: при використанні нітрату амонію — 2,80 ± 0,30 г/дм3, нітрату калію — 2,01 ± 0,12 г/дм3, а найнижчі показники відзначено для сечовини (0,51 ± 0,20 г/дм3). Це свідчить про обмежену здатність гриба ефективно засвоювати такі форми азоту.
Найвищий рівень біосинтезу екзополісахаридів (1,59 ± 0,39 г/дм3) також відмічено на середовищі з дріжджовим екстрактом, що узгоджується з активним ростом біомаси. Другим за ефективністю джерелом був пептон (0,50 ± 0,29 г/дм3), тоді як неорганічні сполуки забезпечували значно нижчий рівень синтезу. Таким чином, органічні джерела азоту є більш сприятливими для росту S. commune та утворення шизофілану, тоді як неорганічні лише частково підтримують ці процеси.
Висновки. За результатами дослідження встановлено, що найефективнішим середовищем для росту S. commune та біосинтезу шизофілану виявилось те, що містило дріжджовий екстракт, тоді як пептон забезпечував дещо нижчі, але стабільні показники. Неорганічні джерела азоту сприяли лише помірному росту та низькому рівню синтезу екзополісахаридів. Отже, дріжджовий екстракт може розглядатися як перспективне джерело азоту для оптимізації поживного середовища з метою підвищення продуктивності біосинтезу шизофілану.
Список використаної літератури:
1. Bucke C. Carbohydrate biotechnology protocols. – Totowa, NJ: Humana Press, 1999. – 337 с. – (Methods in biotechnology; vol. 10). https://doi.org/10.1007/978-1-59259-261-6.
2. Amee P., Nagadesi P. K., Susy A. Morphology, Anatomy and Cultural Characters of Two Wood Decaying Fungi Schizophyllum commune and Flavadon flavus. Journal of Mycology and Plant Pathology. 2009. Vol. 37. P. 3. https://doi.org/10.1016/j.carbpol.2019.04.057.
3. What is the mechanism of Schizophyllan? [Електронний ресурс] // Synapse. – 2024. – Режим доступу до ресурсу: URL: https://synapse.patsnap.com/article/what-is-the-mechanism-of-schizophyllan
4. Kumar A., Bharti A., Bezie Ayele Y. Schizophyllum commune: A Fungal Cell-factory for Production of Valuable Metabolites and Enzymes. BioResources. 2022. P. 3–7.
5. Ліновицька В. М. Біологія лікарських базидієвих макроміцетів Schizophyllum commune Fr. та Grifola frondosa (Dicks.) Gray в умовах культури : автореф. дис. … канд. біол. наук : 03.00.21 / Національний Технічний Університет України "Київський Політехнічний Інститут Імені Ігоря Сікорського". Київ, 2020. 24 с.
6. Arunrattanamook N., Warasirin S., Verawat C. Co-production of schizophyllan and cellulolytic enzymes from bagasse by Schizophyllum commune. Biosci Biotechnol Biochem. – 2022. P. 15–17. https://doi.org/10.1093/bbb/zbac091.
|
Голосування 
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License
Знайшли помилку? Виділіть помилковий текст мишкою і натисніть Ctrl + Enter