Mikrobiol. Z. 2021; 83(4):24-34.
doi: https://doi.org/10.15407/microbiolj83.04.024

Ліпополісахарид Pseudomonas mandelii, ізольований в Антарктиці

О.С. Броварська, Л.Д. Варбанець, Г.В. Гладка, А.Д. Герман, О.Б. Таширев

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

Представники виду Pseudomonas mandelii здатні існувати і розмножуватися в місцях, де температура постійно низька. Оптимальна температура росту для P. mandelii становить 25–30°C, хоча ця бактерія може рости при 4°C, але не при 37°C. Тому P. mandelii є прекрасним прикладом психротолерантної бактерії, яка, як і психрофільні бактерії, характеризується рядом структурних та функціональних пристосувань, що сприяють виживанню при низьких температурах. Для розуміння ролі цих мікроорганізмів в Антарктиці життєво важливим є характеристика його біополімерів. Одними з таких біополімерів є ліпополісахариди (ЛПС), склад і структура яких є діагностично значущими. Це визначає мету роботи – виділити ліпополісахариди з клітин антарктичного штаму P. mandelii, вирощеного за різних температур, охарактеризувати хімічно та вивчити їх функціональну та біологічну активності. Методи. Об’єктом дослідження був Pseudomonas sp. U1, ізольований з моху на острові Галиндес в Антарктиці. ЛПС екстрагували з висушених клітин 45%-ним розчином фенолу у воді при 65–68°С методом Вестфала та Янна. Кількість вуглеводів визначали фенольно-сірчаним методом. Вміст вуглеводів визначали відповідно до калібрувальної кривої, яку будували з використанням глюкози як стандарту. Вміст нуклеїнових кислот визначався методом Спірина, білка – Лоурі. Серологічну активність ЛПС досліджували подвійною імунодифузією в агарі методом Оухтерлоні. Електрофорез у поліакриламідному гелі в присутності додецилсульфату натрію (електрофорез SDS-PAAG) проводили за Леммлі. Результати. В результаті філогенетичного аналізу (програми ClustalX 2.1, Tree view, Mega v. 6.00) було показано, що антарктичний штам бактерій U1 Pseudomonas sp., асоційований із зеленим мохом, має 99,4% гомології з типовим штамом з бази даних GenBank NR024902 P. mandelii CIP 105273T. Відповідно до цих даних та близькості до відповідного кластеру видів досліджуваний ізолят можна ідентифікувати як P. mandelii. Характерною особливістю ЛПС, виділених з клітин P. mandelii, вирощених при різних температурах (20°C і 4°C), є їх гетерогенність. Про це свідчать дані складу моносахаридів, електрофоретичного розподілу, які показали, що P. mandelii продукує  S- та SR-форми LPS, які відрізняються довжиною О-специфічних полісахаридних ланцюгів. Також присутня R-форма ЛПС, яка не містить O-специфічних полісахаридних ланцюгів. Структурна гетерогенність властива також ліпіду А ЛПС. Про це свідчать дані складу жирних кислот. У ЛПС, вирощених при 4 °С, не виявлено ненасичених жирних кислот. В той же час такі жирні кислоти синтезуються в ЛПС інших бактерій, вирощених на холоді у відповідь на зниження температури зростання. Дослідження імунохімічних властивостей ЛПС з використанням поліклональних О-антисироваток як антитіл та ЛПС як антигенів свідчать про те, що в гомологічних системах ЛПС проявляв серологічну активність. ЛПС, отриманий з клітин P. mandelii U1, вирощених при 20°C, мав складний антигенний склад і давав дві чіткі лінії преципітації в концентрації 1 мг/мл. ЛПС, отримані з клітин P. mandelii U1, вирощених при 4°C, давали тільки одну лінію преципітації, що вказує на їх серологічну однорідність. Висновки. Вперше з клітин P. mandelii U1, вирощених при 4°C і 20°С, були виділені ЛПС. Характерною особливістю ЛПС є їх гетерогенність. Про це свідчать дані складу моносахаридів, жирних кислот, електрофоретичного розподілу, які показали, що P. mandelii продукує S- та SR-форми LPS, що відрізняються довжиною О-специфічних полісахаридних ланцюгів. ЛПС, одержані з клітин, які культивували за різних температур, відрізняються серологічною активністю.

Ключові слова: антарктичний штам U1 Pseudomonas mandelii, ліпополісахарид, моносахаридний та жирнокислотний склад, пірогенність, серологічна активність.

Повний текст (PDF, англ)