Mikrobiol. Z. 2021; 83(3):35-45.
doi: https://doi.org/10.15407/microbiolj83.03.035

Вплив різнолігандних та різнолігандно-гетерометальних ксиларатогерманатів на активність α-L-рамнозидаз
Eupenicillium erubescens, Cryptococcus albidus і Penicillium tardum

О.В. Гудзенко¹, Н.В. Борзова¹, Л.Д. Варбанець¹, І.І. Сейфулліна², О.А. Чебаненко², О.Е. Марцинко²

¹Інститут мікробіології і вірусології ім. Д.К. Заболотного НАН України
вул. Академіка Заболотного, 154, Київ, 03143, Україна

²Одеський національний університет ім. І.І. Мечникова
вул. Дворянська, 2, Одеса, 65029, Україна

α-L-Рамнозидаза [КФ 3.2.1.40], фермент родини гідролаз, має широкий спектр застосування: у харчовій промисловості, наприклад, у виноробстві для покращення якості та аромату вин, у виробництві цитрусових соків та напоїв для видалення гірких компонентів (нарингін), що покращує якість та харчову цінність цих продуктів; у дослідженнях як аналітичний інструмент для вивчення структури складних вуглеводних біополімерів. Для успішного використання α-L-рамнозидаз у різних біотехнологічних процесах важливим аспектом є розробка способів підвищення їх активності. Основними факторами, що впливають на ріст і метаболізм мікроорганізмів, включаючи синтез ферментів, є фізико-хімічні умови вирощування, склад живильного середовища, введення речовин, які підвищують вихід ферменту, що виявляється у збільшенні його активності. На сьогодні одним із пріоритетних напрямків сучасних досліджень є вивчення впливу різних ефекторних сполук, здатних модифікувати досліджувану ферментативну активність. У цій роботі, яка є продовженням попередніх досліджень, ряд різнолігандних та різнолігандно-гетерометальних германатів із ксиларовою кислотою (H5Xylar), 1,10-фенантроліном, 2,2- біпіридином та іонами 3d-металів (Fe²⁺, Ni²⁺, Cu²⁺, Zn²⁺) були обрані як ефектори. Метою роботи було дослідити вплив ряду різнолігандних та різнолігандно-різнометальних координаційних сполук германію з ксиларовою кислотою (H5Xylar), 1,10–фенантроліном (Phen), 2,2-біпіридином (bipy) та йонами 3d-металів (Fe²⁺, Ni²⁺, Cu²⁺, Zn²⁺) на активність α-L-рамнозидаз Eupenicillium erubescens 248, Cryptococcus albidus 1001 та Penicillium tardum ІМВ F-100074. Методи. Об՚єктами дослідження були α-L-рамнозидази Eupenicillium erubescens 248, Cryptococcus albidus 1001 та Penicillium tardum IMB F-100074. Активність α-L-рамнозидази визначали методом Девіса з використанням нарингіну в якості субстрату. Як модифікатори ферментативної активності були використані 12 координаційних сполук германію, склад і будова яких були встановлені за допомогою фізико-хімічних методів дослідження: елементарного аналізу, термогравіметрії, ІЧ-спектроскопії та рентгеноструктурного аналізу. Структури семи сполук зберігаються в Кембриджській кристалографічній базі даних. При вивченні впливу різних сполук на активність ферментів використовували концентрації 0,1 та 0,01 %, час експозиції становив 0,5 та 24 години. Досліджувані сполуки розчиняли в 0,1 % диметилсульфоксиду. УФ-спектри поглинання нативних та хімічно модифікованих препаратів ферментів вивчали на спектрофотометрі-флуориметрі DeNovix DS-11 в діапазоні 220–340 нм, концентрація ферментного препарату – 1,0 мг білка/мл. Результати. Аналіз сукупності отриманих даних (час експозиції – 24 год, концентрація – 0,1%) щодо впливу досліджуваних сполук на активність α-L-рамнозидаз E. erubescens, C. albidus та P. tardum показав, що вплив досліджуваних модифікаторів на активність α-L-рамнозидаз змінюється залежно від штаму продуцента. Наші дані дозволяють представити наступний ряд модифікаторів відповідно до посилення їх впливу на активність ферментів різних продуцентів: E. еrubescens: 12 < 11 < 5 < 3 < 4=10 < 1 < 3 < 8 < 2 < 6 < 7; C. albidus: 10 < 11 < 12 < 9 < 3 < 1=5 < 8=4 < 2 < 6 < 7; P. tardum: 12=2 < 3 < 4 < 11 < 5 < 8 < 1 < 9 < 6 < 10 < 7. Висновки. Виявлено особливості впливу досліджених сполук на активність α-L-рамнозидаз різних продуцентів. Так, встановлено, що сполука 7 − трис(біпіридин)нікель(II) μ-дигідроксиксиларатогерманат(IV) є найефективнішим активатором α-L-рамнозидаз усіх трьох штамів мікроміцетів, сполука 6 − трис(фенантролін)нікель(II) μ-дигідроксиксиларатогерманат(IV) − α-L-рамнозидази E. erubescens та C. albidus, тоді як сполука 10 − мідь(II) μ-дигідроксиксиларатогерманат(IV)купрат(II) − лише α -L-рамнозидази P. tardum.

Ключові слова: Eupenicillium erubescens 248, Cryptococcus albidus 1001, Penicillium tardum ІМВ F-100074, α-L-рамнозидаза, різнолігандно-гетерометальні ксиларатогерманати, 1,10-фенантролін, 2,2’-біпіридин.

Повний текст (PDF, англ)