Mikrobiol. Z. 2020; 82(5):11-20.
doi: https://doi.org/10.15407/microbiolj82.05.011

Специфічність мічених колоїдним золотом лектинів до вуглеводів
екзополімерного матрикса біоплівки, сформованої на сталі
сульфатвідновлювальними бактеріями

Д.Р. Абдуліна, Л.М. Пуріш, Г.О. Іутинська

Інститут мікробіології і вірусології ім. Д.К. Заболотного НАН України
вул. Академіка Заболотного, 154, Київ, 03143, Україна

Дослідження вуглеводного складу біоплівок, сформованих сульфатвідновлювальними бактеріями на сталі, що є факторами мікробної корозії, важливе, оскільки екзополімери, синтезовані бактеріями, здатні активізувати корозійні процеси. Мета. Дослідити специфічність ряду комерційних лектинів, мічених колоїдним золотом, відносно вуглеводів, що продукуються в екзополімерному матриксі біоплівки окремими штамами корозійноагресивних сульфатвідновлювальних бактерій, виділених із різних техногенних екотопів. Методи. Мікробіологічні (отримання біоплівки на поверхні зразків сталі за культивування сульфат-відновлювальних бактерій у рідкому середовищі Постгейта В за мікроаерофільних умов), біохімічні (лектинзв’язуючий аналіз із використанням 10 комерційних препаратів лектинів, мічених колоїдним золотом), трансмісійна електронна мікроскопія за допомогою приладу JEM-1400 JEOL. Результати. За використання трансмісійної електронної мікроскопії було показано, що зв’язування лектинів із вуглеводами біоплівок досліджених бактеріальних культур відбувалось безпосередньо як у екзополімерному матриксі, так і на поверхні бактерій, що видно за наявністю часточок колоїдного золота. Для більшості досліджених штамів сульфатвідновлювальних бактерій найбільш специфічним для виявлення в біоплівці нейтральних вуглеводів, зокрема D-глюкози і D-манози, був лектин PSA. Зв’язування цього лектину у біоплівках, утворених штамами Desulfotomaculum sp. К1/3 і Desulfovibrio sp. 10 було на 90,8% і 94,4% вищим, відповідно, аніж за використання лектину ConA. Наявність фукози у біоплівці сульфат-відновлювальних бактерій виявляли за допомогою лектину LABА, який проявляв специфічність до біоплівкових екзополісахаридів усіх досліджених штамів бактерій. Для виявлення у біоплівках аміносахаридів, зокрема N-ацетил-D-галактозаміну, найбільш специфічним виявився лектин LBA, кількість зв’язувань якого в біоплівці D. vulgaris DSM644 була у 30,3, 10,1 та 9,3 рази більше порівняно з лектинами SBA, SNA та PNA відповідно. Для виявлення у біоплівці N-ацетил-D-глюкозаміну та сіалової кислоти було використано лектини STA, LVA та WGА. Лектин WGA проявив специфічність до N-ацетил-D-глюкозаміну у біоплівках усіх досліджених штамів бактерій. Максимальне число зв’язаних колоїдних часток золота (175 часток/мкм²) було виявлено у біоплівці Desulfotomaculum sp. TC3. Лектин STA найбільш активно взаємодіяв із N-ацетил-D-глюкозаміном у біоплівках Desulfotomaculum sp. TC3 та Desulfomicrobium sp. TC4. Кількість зв’язаних часток колоїдного золота була у 9,2 та 7,4 рази вищою, відповідно, аніж за використання лектину LVA. Найменше зв’язування часточок колоїдного золота спостерігали для лектину LVA. Висновки. Ідентифіковано індивідуальну специфічність 10 комерційних лектинів до вуглеводів матриксу біоплівок, синтезованих окремими штамами сульфатвідновлювальних бактерій різних видів на поверхні сталі. Встановлено, що ідентичні за специфічністю лектини по-різному зв’язувались з вуглеводами біоплівки різних штамів сульфат-відновлювальних бактерій. Встановлення спектру лектинів, обраного для кожної культури, дозволяє скоротити об’єм досліджень і робочий час при дослідженнях особливостей і складу екзополімерного матриксу біоплівок, сформованих корозійно агресивними сульфатвідновлювальними бактеріями.

Ключові слова: лектини, мічені колоїдним золотом, біоплівка, сульфатвідновлювальні бактерії, екзополімерний матрикс.

Повний текст (PDF, англ)