Способность Bacillus mojavensis PS17 к росту и синтезу экзогенных ферментов в условиях низких температур

Актуальность. Микроорганизмы, растущие при низкой температуре, играют ключевую роль в биохимических циклах холодной экосистемы. Эти микроорганизмы выделяют ферменты с широким спектром действия при низкой температуре, которые могут быть использованы в различных областях биотехнологической промышленности. Методы. Для изучения психротолерантной бактерий Bacillus mojavensis PS17 использовали суспензию, которую приготовили из ночной культуры. Способность Bacillus mojavensis PS17 расти в условиях пониженных температур изучали путем кинетического измерения оптической плотности (OD) при длине волны (l) 595 нм. Для этого бактериальную суспензию Bacillus mojavensis PS17 инокулировали в минимальную среду и инкубировали при различных низких температурах (5, 8 и 12 ±1 °C). Кривую роста измеряли каждый час с использованием спектрофотометра. Активность экзогенных ферментов определяли путем инокуляции и инкубации при температуре 4 ±1 °C бактериальной суспензии Bacillus mojavensis PS17 на минимальной среде BM с добавлением 1% различных субстрактов, такие как сухое молоко, Tween-80 и карбоксиметилцеллюлоза натрия. Результаты. Рeзультаты показали, что при низких температурах Bacillus mojavensis PS17 способ на к росту. Оценка активности экзогенных ферментов показала, что выделяемые ферменты исследуемого штамма не теряют свои свойства. Полученные данные могут свидетельствовать о широком температурном интервале активности штамма B. mojavensis PS17 и препаратов на его основе, а также о возможности промышленного использования экзоферментов этого штамма в различных отраслях промышленности: пищевой, текстильной и фармацевтической. 

1. Kumar R, Singh PC, Singh S. A review report: Low temperature stress for crop production. Int. J. Pure Appl. Biosci. 2018; 6: 575-598. http://dx.doi.org/10.18782/2320-7051.3031

2. Lin YT, Jia Z, Wang D, Chiu CY. Effects of temperature on the composition and diversity of bacterial communities in bamboo soils at different elevations. Biogeosciences. 2017; 14(21): 4879-4889. https://doi.org/10.5194/bg-14-4879-2017

3. Feller G, Gerday C. Psychrophilic enzymes: hot topics in cold adaptation. Nature reviews microbiology. 2003;1(3):200-208. https://doi.org/10.1038/nrmicro773

4. Morita RY. “Psychrophilic Bacteria.” Bacteriol Rev. 1975; 39: 144-167. https://doi.org/10.1128/br.39.2.144-167.1975

5. Margesin R, Fauster V, Fonteyne PA. Characterization of Cold active Pectate Lyases from Psychrophilic Mrakia Frigid. Letters in Applied Microbiology. 2005; 40 (6): 453-459. https://doi.org/10.1111/j.1472-765X.2005.01704.x

6. Casanueva A, Tuffin M, Cary C, Cowan DA. Molecular adaptations to psychrophily: the impact of ‘omic’ technologies. Trends Microbiol. 2010;18: 374–381. https://doi.org/10.1016/j.tim.2010.05.002

7. Niehaus F, Gabor E, Wieland S, Siegert P, Maurer KH, Eck J. Enzymes for the laundry industries: tapping the vast metagenomic pool of alkaline proteases. Microbial biotechnology. 2011; 4(6):767-776. https://doi.org/10.1111/j.1751-7915.2011.00279.x

8. Raveendran S, Parameswaran B, Ummalyma SB, Abraham A, Mathew A K, Madhavan A, Pandey A. Applications of microbial enzymes in food industry. Food technology and biotechnology. 2018; 56(1):16. Doi: 10.17113/ftb.56.01.18.5491

9. Nigam PS. Microbial enzymes with special characteristics for biotechnological applications. Biomolecules. 2013; 3(3):597-611. https://doi.org/10.3390/biom3030597

10. Сафин Р.И., Каримова Л.З., Валидов Ш.З., Комиссаров Э.Н., Диабанкана Р.Ж.К. Патент на изобретение 2737208 C1, 26.11.2020. Заявка № 2019141759 от 13.12.2019.

11. Lechner S, Mayr R, Francis KP, Prü BM, Kaplan T, Wießner-Gunkel Elke, Scherer S. Bacillus weihenstephanensis sp. nov. is a new psychrotolerant species of the Bacillus cereus group. Int. J. Syst. Evol. 1998; 48(4): 1373- 1382. https://doi.org/10.1099/00207713-48-4-1373

12. Ivy RA, Ranieri ML, Martin NH, den Bakker HC, Xavier BM, Wiedmann M, Boor KJ. Identification and characterization of psychrotolerant sporeformers associated with fluid milk production and processing. Appl. Environ. Microbiol. 2012;78(6):1853-1864. https://doi.org/10.1128/AEM.06536-11

13. Gauvry E, Mathot AG, Couvert O, Leguérinel I, Coroller L. Effects of temperature, pH and water activity on the growth and the sporulation abilities of Bacillus subtilis BSB1. International Journal of Food Microbiology, 2021; 337: 108915. https://doi.org/10.1016/j.ijfoodmicro.2020.108915

14. Trimulyono G. Temperature range and degree of acidity growth of isolate of indigenous bacteria on fermented feed “fermege”. J. Phys.: Conf. Ser. IOP Publishing. 2018; 953(1): 012209. doi :10.1088/1742-6596/953/1/012209

15. Diabankana RGC, Afordoanyi DM, Safin RI, Nizamov RM, Karimova LZ, Validov SZ. Antifungal Properties, Abiotic Stress Resistance, and Biocontrol Ability of Bacillus mojavensis PS17. Current Microbiology. 2021;78(8):3124- 3132. https://doi.org/10.1007/s00284-021-02578-7