О биоплёнках стрептомицетов. II. Применение в биотехнологии
Аннотация
Мицелиальные микроорганизмы - стрептомицеты способны формировать биоплёнки в природных, промышленных и клинических условиях. Контролируемое использование биоплёнок в различных промышленных процессах гораздо более эффективно по сравнению с культивированием «планктонных» взвешенных клеток. Оптимизация биотехнологических процессов с использованием биоплёнок стрептомицетов показана при производстве молочной кислоты, при детоксикации жидкости, образующейся при пиролизе растительной биомассы. Биоплёнки с участием стрептомицетов используются в системах очистки воды. Предложено использовать биоплёнки для детоксикации отходов, для биоремедиации почв, загрязнённых тяжёлыми металлами. Особо перспективное направление: использование биоплёнок стрептомицетов - продуцентов биологически активных веществ. Высокий уровень образования антибиотиков, в том числе актиномицина D, отмечен при культивировании стрептомицетов-продуцентов в форме биоплёнок в специально разработанных биореакторах.
Об авторах
К. А. Виноградова
Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова
Россия
Россия
В. Г. Булгакова
Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова
Россия
Россия
А. Н. Полин
Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова
Россия
Россия
П. А. Кожевин
Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова
Россия
Россия
Список литературы
1. Виноградова К.А., Булгакова В.Г., Полин А.Н., Кожевин П.А. О биоплёнках стрептомицетов. I. Распространение и формирование. Антибиотики и химиотер 2015; 1-2: 39-46
2. Vandecandelaere I. Bacterial diversity of a marine electroactive biofilm. 2008. Thesis in fulfilment of the requirements for the degree of Doctor (Ph.D.) in Sciences, Biotechnology 2008.
3. Qureshi N., Annous B.A., Ezeji T.C. et al. Biofilm reactors for industrial bioconversion processes: employing potential of enchanced reaction rates. Microb Cell Fact 2005; 4: 24.
4. Morikawa M. Beneficial biofilm formation by industrial bacteria Bacillus subtilis and related species. J Biosci Bioeng 2006; 101: 1-8.
5. Плакунов В.К., Николаев Ю.А. Микробные биоплёнки - перспективное направление современной биотехнологии. Вода: химия и экология 2008; 2: 11-13.
6. Максимова Ю.Г. Микробные биоплёнки в биотехнологических процессах. Биотехнология 2013; 4: 9-23
7. El-Shatoury S., El-Baz A., Abdel daiem M., El-Monayen D. Enhancing wastewater treatment by commercial and native microbial inocula with factorial design. Life Sci J 2014; 7: 7: 736-742.
8. Jagmann N., Philipp B. Design of synthetic microbial communities for biotechnological production processes. J. Biotechnol 2014; 184: 209-218.
9. Журина М.В., Стрелкова Е.А., Плакунов В.К., Беляев С.С. Влияние состава реконструированных биоплёнок на активность парафинокисляющих бактерий. Микробиология 2008; 77: 5: 701- 703
10. Плакунов В.К., Журина М.В., Беляев С.С. Устойчивость нефтеокисляющего микроорганизма Dietzia sp. к гиперосмотическому шоку в реконструированных биоплёнках. Микробиология 2008; 77: 5: 591-589
11. Li X.Z., Hauer B., Rosche B. Single-species microbial biofilm screening for industrial applications. Appl Microbiol Biotechnol 2007; 76: 6: 1255-1262.
12. Winn M., Casey E., Habimana O., Murphy C.D. Characteristic of Streptomyces griseus biofilms in continuous flow tubular reactors. FEMS Microbiol Lett 2014; 352: 2: 157-164.
13. Man T.F., Pitts B., Pellock B. et al. A genetic basis for Pseudomonas aeruginosa biofilm antibiotic resistance. Nature 2003; 426: 6064: 306-310.
14. Ильина Т.С., Романова Ю.М., Гинцбург А.Л. Биоплёнки как способ существования бактерий в окружающей среде и организме хозяина: феномен, генетический контроль и системы регуляции их развития. Генетика 2004; 45. 40: 1445-1456.
15. Николаев Ю.А., Плакунов В.К. Биоплёнка - «город микробов» или аналог многоклеточного организма? Микробиология 2007; 7: 2: 149-163
16. Lenz A.P., Williamson K.S., Pitts B. et al. Localized gene expression in Pseudomonas aeruginosa biofilms. Appl Environ Microbiol 2008; 74: 14: 4463-4471.
17. Zhang L., Mah T.F. Involvement of a novel efflux system in biofilm-specific resistance to antibiotics. J Bacteriol 2008; 190: 13: 4447-4452.
18. Penesyan A., Kjelleberg S., Egan S. Development of novel drugs from marine surface-associated microorganisms. Mar Drugs 2010; 8: 3: 438-459.
19. Amini S., Hottes A.K., Smith L.E., Tavazoie S. Fitness landscape of antibiotic tolerance in Pseudomonas aeruginosa biofilms. PLoS Pathog 2011; 7: 10: e1002298. doi: 10.1371/journal.ppat.1002298 (9): 1061-1072.
20. Man T.F. Biofilm-specific antibiotic resistance. Future Microbiol 2012; 7: 9: 1061-1072.
21. Kostakioti M., Hadjifrangiskou M., Hultgren S.J. Bacterial biofilms: development, dispersal, and therapeutic strategies in the dawn of the postantibiotic era. Cold Spring Harb Perspect Med 2013; 3: a010306
22. Zarnowski R., Westler W.M., Lacmbouh G.A. et al. 2014. Novel entries in a fungal biofilm matrix encyclopedia. MBio 2014; 5: 4: e01333-14.
23. Sarkar S.D., Mukherjee J. Patent: Novel enhanced surface area conico-cylindrical flask (ES-CCF) for biofilm cultivation. 22.11.2012. № 20120295293
24. Cheng K.-C., Catchmark J.M., Demirci A. Enhanced production of bacterial cellulose by using a biofilm reactor and its material property analysis. J Biol Engineering 2009, 3: 12.
25. Demirci A., Pometto III A.L., Johnson K.E. Lactic acid production in a mixed-culture biofilm reactor. Appl Environ Microbiol 1993a; 59: 1: 203-207.
26. Sarkar S., Mukherjee J., Roy D. Antibiotic production by a marine isolate (MS310) in an ultra-low-speed rotating disk bioreactor. Biotechnol Bioprocess Eng 2009; 14: 775-780.
27. Sarkar S., Roy D., Mukherjee J. Production of a potentially novel antimicrobial compound by a biofilm-forming marine Streptomyces sp. in a niche-mimic rotating disk bioreactor. Bioprocess Biosyst Eng 2010; 33: 2: 207-217.
28. Sarkar S. Enhanced antimicrobials and esterase production associated to biofilm formation by two estuarine isolates in a novel polymethylacrilate conicocylindrical flask. Int J Adv Biotechnol Res 2014; 5: 2: 242-261.
29. Demirci A., Pometto III A.L., Johnson K.E. Evaluation of biofilm reactor solid support for mixed-culture lactic acid production. Appl Microbiol and Biotechnol 1993b; 38: 6: 728-733.
30. Pometto III A.L., Demirci A., Johnson K.E. Patent: Immobilization of microorganisms on a support made of synthetic polymer and plant material. US 21.01.1997 № 5595893 A.
31. Khiyami M.A., Pometto III A.L., Brown R.C. Detoxification of corn stover and corn starch pyrolysis liquors by Pseudomonas putida and Streptomyces setonii suspended cells and plastic compost support biofilms. J Agric Food Chem 2005; 53: 8: 2978-2987.
32. Kim Y.M., Kim J.H. Formation and dispersion of mycelial pellets of Streptomyces coelicolor A3(2). J Microbiol 2004; 42: 1: 64-67
33. Sarkar S., Saha M., Roy D. et al. Enhanced production of antimicrobial compounds by three salt-tolerant actinobacterial strains isolated from the Sundarbans in a niche-mimic bioreactor. Mar Biotechnol (NY) 2008; 10: 5: 518-526.
34. Morales D.K., Ocampo W., Zambrano M.M. Efficient removal of hexavalent chromium by the toxic effect of metal exposure. Appl Microbiol 2007; 193: 6: 2704-2712.
35. El-Shatoury S., Mitchell J., Bahgat M., Dewedar A. Biodiversity of actinomycetes in constructed wetland for industrial effluent treatment. Actinomycetologica 2004; 18: 1: 1-7.
Рецензия
Для цитирования:
Виноградова К.А., Булгакова В.Г., Полин А.Н., Кожевин П.А. О биоплёнках стрептомицетов. II. Применение в биотехнологии. Антибиотики и Химиотерапия. 2015;60(5-6):27.
For citation:
Vinogradova K.A., Bulgakova V.G., Polin A.N., Kozhevin P.A. On Biofilms of Streptomycetes. II. Use in Biotechnology. Antibiotics and Chemotherapy. 2015;60(5-6):27. (In Russ.)
Просмотров: 304
Послать статью по эл. почте 