Залежність синтезу меланіну чорними дріжджами Psedonadsoniella brunnea від кількості джерела вуглецю в культуральному середовищі

Автор(и)

  • Tetiana Kondratiuk ННЦ «Інститут біології та медицини» Київського національного університету імені Тараса Шевченка вул. Володимирська, 64/13, г. Київ, Україна, 01601, Україна https://orcid.org/0000-0003-4130-2948
  • Tetyana Beregova ННЦ «Інститут біології та медицини» Київського національного університету імені Тараса Шевченка вул. Володимирська, 64/13, г. Київ, Україна, 01601, Україна
  • Tetiana Akulenko ННЦ «Інститут біології та медицини» Київського національного університету імені Тараса Шевченка вул. Володимирська, 64/13, г. Київ, Україна, 01601, Україна
  • Volodimir Vereschaka ННЦ «Інститут біології та медицини» Київського національного університету імені Тараса Шевченка вул. Володимирська, 64/13, г. Київ, Україна, 01601, Україна

DOI:

https://doi.org/10.15587/2519-8025.2019.179939

Ключові слова:

чорні дріжджоподібні гриби, синтез меланіну, оптимальні умови культивування

Анотація

Метою роботи було визначення впливу вмісту джерела вуглецю в культуральному середовищі на синтез меланіну чорними дріжджами Pseudonadsoniella brunnea 470 FCKU.

Матеріали та методи: культивування штаму Pseudonadsoniella brunnea здійснювали на рідкому поживному середовищі, основною складовою якого був ячмінно-солодовий екстракт. Концентрацію джерела вуглецю (вуглеводів) в розчині ячмінно-солодового екстракту встановлювали на рівні 2,0; 4,0; 6,0 та 8,0 % за ареометром-цукрометром АСТ-2. В ці середовища додавали 0,05 % L-тирозину та 1 % пептону ферментативного. Регулювання кислотності середовищ на рівні 1-1,5 здійснювали за допомогою сірчаної кислоти.

Результати дослідження. В результаті проведених досліджень встановлено, що кількість синтезованого меланіну штамом чорних дріжджоподібних грибів Pseudonadsoniella brunnea 470 FCKU залежить від кількості джерела вуглецю в культуральному середовищі. За умов зменшення в культуральному середовищі вмісту редукованих цукрів в 2 та 4 рази кількість меланіну, синтезованого штамом Pseudonadsoniella brunnea, збільшувалась в 5,8 та 5,1 рази, відповідно.

Висновки. Культивування штаму Pseudonadsoniella brunnea 470 FCKU за низьких показників рН та вмісту джерела вуглецю призводить до реалізації його захисної функції у вигляді виділення меланіну у культуральне середовище. Найбільшу кількість меланіну (394,03 мг/л) штам Pseudonadsoniella brunnea синтезував при внесенні в культуральне середовище джерела вуглецю в концентрації 4,0 % за ареометром, що відповідає вмісту 2,4-2,52 % редукуючих цукрів (переважно мальтози)

Біографії авторів

Tetiana Kondratiuk, ННЦ «Інститут біології та медицини» Київського національного університету імені Тараса Шевченка вул. Володимирська, 64/13, г. Київ, Україна, 01601

Кандидат біологічних наук, старший науковий співробітник

НДЛ «Фармакології і експериментальної патології»

Tetyana Beregova, ННЦ «Інститут біології та медицини» Київського національного університету імені Тараса Шевченка вул. Володимирська, 64/13, г. Київ, Україна, 01601

Доктор біологічних наук, професор

Кафедра фундаментальної медицини

Tetiana Akulenko, ННЦ «Інститут біології та медицини» Київського національного університету імені Тараса Шевченка вул. Володимирська, 64/13, г. Київ, Україна, 01601

Інженер 1-ї категорії

НДЛ «Фармакології і експериментальної патології»

Volodimir Vereschaka, ННЦ «Інститут біології та медицини» Київського національного університету імені Тараса Шевченка вул. Володимирська, 64/13, г. Київ, Україна, 01601

Доктор біологічних наук, старший науковий співробітник

НДЛ «Фармакології і експериментальної патології»

Посилання

  1. Gonçalves, V. N., Vitoreli, G. A., de Menezes, G. C. A., Mendes, C. R. B., Secchi, E. R., Rosa, C. A., Rosa, L. H. (2017). Taxonomy, phylogeny and ecology of cultivable fungi present in seawater gradients across the Northern Antarctica Peninsula. Extremophiles, 21 (6), 1005–1015. doi: https://doi.org/10.1007/s00792-017-0959-6
  2. Deming, J. W. (2009). Extremophiles: Cold Environments. Encyclopedia of Microbiology, 147–158. doi: https://doi.org/10.1016/b978-012373944-5.00280-7
  3. Margesin, R., Feller, G. (2010). Biotechnological applications of psychrophiles. Environmental Technology, 31 (8-9), 835–844. doi: https://doi.org/10.1080/09593331003663328
  4. Blumenberg, M. (Ed.) (2017). Melanin. IntechOpen. doi: https://doi.org/10.5772/63257
  5. Belozerskaya, T. A., Gessler, N. N., Aver‘yanov, A. A. (2017). Melanin Pigments of Fungi. Fungal Metabolites, 263–291. doi: https://doi.org/10.1007/978-3-319-25001-4_29
  6. Anitori, R. P. (Ed.) (2012). Extremophiles: Microbiology and Biotechnology. Caister Academic Press, 300.
  7. Poli, A., Anzelmo, G., Tommonaro, G., Pavlova, K., Casaburi, A., Nicolaus, B. (2010). Production and chemical characterization of an exopolysaccharide synthesized by psychrophilic yeast strain Sporobolomyces salmonicolor AL1 isolated from Livingston Island, Antarctica. Folia Microbiologica, 55 (6), 576–581. doi: https://doi.org/10.1007/s12223-010-0092-8
  8. Dimitrova, S., Pavlova, K., Lukanov, L., Korotkova, E., Petrova, E., Zagorchev, P., Kuncheva, M. (2012). Production of Metabolites with Antioxidant and Emulsifying Properties by Antarctic Strain Sporobolomyces salmonicolor AL1. Applied Biochemistry and Biotechnology, 169 (1), 301–311. doi: https://doi.org/10.1007/s12010-012-9983-2
  9. Gesheva, V., Vasileva-Tonkova, E. (2012). Production of enzymes and antimicrobial compounds by halophilic Antarctic Nocardioides sp. grown on different carbon sources. World Journal of Microbiology and Biotechnology, 28 (5), 2069–2076. doi: https://doi.org/10.1007/s11274-012-1009-2
  10. Henriquez, M., Cháves, R., Vaga, I. (2013). Antarctic fungi: Sources of new chemical substances with antibacterial properties. Chilean Antarctic Bulletin, 13 (1-2), 12.
  11. Svahn, K. S., Chryssanthou, E., Olsen, B., Bohlin, L., Göransson, U. (2015). Penicillium nalgiovense Laxa isolated from Antarctica is a new source of the antifungal metabolite amphotericin B. Fungal Biology and Biotechnology, 2 (1). doi: https://doi.org/10.1186/s40694-014-0011-x
  12. Antipova, T. V. (2009). Shtammy-relikty gribov roda Penicillium kak produtsenty vtorichnyh metabolitov. Pushchino, 22.
  13. Dinica, R., Furdui, B., Ghinea, I., Bahrim, G., Bonte, S., Demeunynck, M. (2013). Novel One-Pot Green Synthesis of Indolizines Biocatalysed by Candida antarctica Lipases. Marine Drugs, 11 (12), 431–439. doi: https://doi.org/10.3390/md11020431
  14. Kumar, A., Vishwakarma, H. S., Singh, J., Dwivedi, S., Kumar, M. (2015). Microbial pigments: Production and their applications in various industries. International Journal of Pharmaceutical, Chemical and Biological Sciences, 5 (1), 203–212.
  15. Lopes, F. C., Tichota, D. M., Pereira, J. Q., Segalin, J., de Oliveira Rios, A., Brandelli, A. (2013). Pigment Production by Filamentous Fungi on Agro-Industrial Byproducts: an Eco-Friendly Alternative. Applied Biochemistry and Biotechnology, 171 (3), 616–625. doi: https://doi.org/10.1007/s12010-013-0392-y
  16. Marova, I., Carnecka, M., Halienova, A., Breierova, E., Koci, R. (2010). Production of Carotenoid-/Ergosterol-Supplemented Biomass by Red Yeast Rhodotorula glutinis Grown Under External Stress. Food Technology and Biotechnology, 48, 56–61.
  17. Yurkov, A. M., Vustin, M. M., Tyaglov, B. V., Maksimova, I. A., Sineokiy, S. P. (2008). Pigmented basidiomycetous yeasts are a promising source of carotenoids and ubiquinone Q10. Microbiology, 77 (1), 1–6. doi: https://doi.org/10.1134/s0026261708010013
  18. Nosanchuk, J. D., Stark, R. E., Casadevall, A. (2015). Fungal Melanin: What do We Know About Structure? Frontiers in Microbiology, 6. doi: https://doi.org/10.3389/fmicb.2015.01463
  19. Eisenman, H. C., Casadevall, A. (2011). Synthesis and assembly of fungal melanin. Applied Microbiology and Biotechnology, 93 (3), 931–940. doi: https://doi.org/10.1007/s00253-011-3777-2
  20. Plonka, P., Grabacka, M. (2006). Melanin synthesis in microorganisms – Biotechnological and medical aspects. Acta biochimica Polonica, 53 (3), 429–443.
  21. Dufossé, L., Fouillaud, M., Caro, Y., Mapari, S. A., Sutthiwong, N. (2014). Filamentous fungi are large-scale producers of pigments and colorants for the food industry. Current Opinion in Biotechnology, 26, 56–61. doi: https://doi.org/10.1016/j.copbio.2013.09.007
  22. Pombeiro-Sponchiado, S. R., Sousa, G. S., Andrade, J. C. R., Lisboa, H. F., Gonçalves, R. C. R. (2017). Production of Melanin Pigment by Fungi and Its Biotechnological Applications. Melanin. doi: https://doi.org/10.5772/67375
  23. Kondratyuk, T. O., Kondratyuk, S. Y., Morgaienko, O. O., Khimich, M. V., Beregova, T. V., Ostapchenko, L. I. (2015). Pseudonadsoniella brunnea (Meripilaceae, Agaricomycotina), a new brown yeast-like fungus producing melanin from the Antarctic; with notes on nomenclature and type confusion of Nadsoniella nigra. Acta Botanica Hungarica, 57 (3-4), 291–320. doi: https://doi.org/10.1556/034.57.2015.3-4.5
  24. Kondratiuk, T., Beregova, T., Ostapchenko, L. (2017). Antibacterial and antifungal influence of a melanin producer Pseudonadsoniella brunnea culture fluid. Antimicrobial activity of natural substances. Poznań: Publisher Joanna Bródka JB Books, 2–19.
  25. Taburets, O. V. et. al. (2016). The Effect of "Melanin-Gel" on the Wound Healing. Research Journal of Pharmaceutical, Biological and Chemical Sciences (RJPBCS), 7 (3), 2031–2038.
  26. Dranitsina, A. S. et al. (2017). Tgfb1, Ptgs2 Genes Expression During Dynamics of Wound Healing and with the Treatment of Melanin. Research Journal of Pharmaceutical, Biological and Chemical Sciences (RJPBCS), 8 (1), 2014–2023.
  27. Falalyeyeva, T. M., Tsyryuk, O. I., Chyizhanska, N. V., Zharova, V. P. (2009). The Influence of Melanin Isolated from Antarctic Yeasts on Cortisol Blood Level in the Rats in conditions of Stress Action. Ukrainskyi antarktychnyi zhurnal, 8, 391–394.
  28. Malt extract. Available at: https://foodsafety.neogen.com/pdf/acumedia_pi/7341_pi.pdf
  29. TU U 15.8–32671885-001:2011. Yachminno-solodovyi ekstrakt YaSE-3.
  30. Makhynko, L. V., Kovbasa, V. M., Herasymenko, O. V., Yemelianova, N. O., Kovalevska, Ye. I., Piddubnyi, V. A. (2004). Vykorystannia solodovykh ekstraktiv u produktakh ko-ekstruziyi. Nauk. pr. Nats. un-tu kharch. tekhnolohiyi, 15, 68–70.
  31. Microbial Biotechnology: Principles and Applications. Available at: https://books.google.com.ua/books?id=P3enKvasnywC&pg=PA58&lpg=PA58&dq=typical+composition+of+malt+extract
  32. Avchieva, P. B., Butorova, I. A. et. al. (2006). Pat. No. 2278163 RF. Sposob polucheniya melanina. declareted: 22.09.2004; published: 20.06.2006, Bul. No. 17. Available at: http://www.freepatent.ru/images/patents/190/2278163/patent-2278163.pdf

##submission.downloads##

Опубліковано

2019-10-11

Як цитувати

Kondratiuk, T., Beregova, T., Akulenko, T., & Vereschaka, V. (2019). Залежність синтезу меланіну чорними дріжджами Psedonadsoniella brunnea від кількості джерела вуглецю в культуральному середовищі. ScienceRise: Biological Science, (3 (18), 4–8. https://doi.org/10.15587/2519-8025.2019.179939

Номер

№ 3 (18) (2019)

Розділ

Біологічні науки

Ліцензія

Авторське право (c) 2019 Tetiana Kondratiuk, Tetyana Beregova, Tetiana Akulenko, Volodimir Vereschaka

Creative Commons License

Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.

Наше видання використовує положення про авторські права Creative Commons CC BY для журналів відкритого доступу. 

Автори, які публікуються у цьому журналі, погоджуються з наступними умовами:

1. Автори залишають за собою право на авторство своєї роботи та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons CC BY, котра дозволяє іншим особам вільно розповсюджувати опубліковану роботу з обов'язковим посиланням на авторів оригінальної роботи та першу публікацію роботи у цьому журналі.

2. Автори мають право укладати самостійні додаткові угоди щодо неексклюзивного розповсюдження роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом (наприклад, розміщувати роботу в електронному сховищі установи або публікувати у складі монографії), за умови збереження посилання на першу публікацію роботи у цьому журналі.