Скрининг ферментативной активности микромицетов Восточной Антарктиды

Грибы-микромицеты – одна из разнообразнейших групп организмов, обитающих в суровых условиях южного полюса Земли.

Особого внимания заслуживают штаммы-продуценты холодоактивных ферментов (альфа-амилаз, протеаз, хитиназ, β-галактозидаз), способных эффективно катализировать реакции биохимических превращений при низких температурах. Такие ферменты представляют большой интерес для биотехнологической отрасли и промышленного применения, поскольку превосходят используемые аналоги, обеспечивая необходимую скорость ферментативных процессов при низких температурах, что ведет к снижению энергетических затрат и в целом повышает экономическую эффективность соответствующих производств.

Для скрининга ферментативной активности были отобраны шесть видов грибов (Chaetomium megalocarpum, Phialophora malorum, Pseudogymnoascus pannorum, Trichoderma sp., Aspergillus niger, Orbicula parietina), выделенных из различных субстратов Восточной Антарктиды.

Культивирование проводилось на специализированных средах, содержащих сухое обезжиренное молоко (0.8%) – для выявления протеолитической активности и картофельный крахмал (0.2%) – для определения амилолитической активности. Культуры инкубировали в течении 4-5 дней при различных температурах в диапазоне от 5 до 25 °С, чтобы установить оптимальную температуру для максимальной продукции фермента. Ферментативную активность микромицетов оценивали по размеру (мм) зон просветления вокруг их колоний, возникающих в результате гидролиза соответствующих субстратов.

В результате экспериментов было выявлено, что Trichoderma sp. проявляет протеолитическую активность только при 5 градусах, в то время как на других температурах наблюдается активный рост гриба на среде, но отсутствует ферментативная активность. Полностью отсутствует данный тип активности у Chaetomium megalocarpum. Aspergillus niger обладает слабо выраженной активностью, в то время как у Phialophora malorum и у Pseudogymnoascus pannorum эта активность чётко выражена по всему диапазону температур. При этом интенсивность действия протеаз у Pseudogymnoascus pannorum повышается при снижении температуры, у Phialophora malorum такой зависимости не наблюдается (пик активности приходится на 10 и 25 °С).

Также было выявлено, что амилазной активностью обладают все виды грибов, однако зависимость от температуры прослеживается не у всех, исключением является Orbicula parietina. Что же касается остальных, то повышение температуры приводит к увеличению амилолитической активности.

Полученные результаты будут представлены как на выставке «100 инноваций молодых ученых», которая состоится 2 сентября 2023 года в Центральном ботаническом саду НАН Беларуси, так и на III Международной научной конференции молодых ученых, которая пройдет с 25 по 29 сентября 2023 года в Институте экспериментальной ботаники НАН Беларуси.

_________

Результаты получены в рамках отдельного проекта «Провести таксономический анализ микобиоты естественных и искусственных субстратов Восточной Антарктиды, изучить биотехнологический потенциал психротолерантных и психрофильных микромицетов-продуцентов ферментов и антимикробных соединений», выполняемого на основании Постановления бюро Президиума НАН Беларуси № 244 «Об отдельных проектах фундаментальных и прикладных научных исследований»