Об'єкти біотехнології та їх біотехнологічні функції
Найпростіші в біотехнології
Найпростіші відносяться до числа нетрадиційних об'єктів біотехнології. До недавнього часу вони використовувалися лише як компонент активного мулу при при біологічному очищенні стічних вод. В даний час вони привернули увагу дослідників як продуценти біологічно активних речовин.
На цій посаді раціональніше використовувати вільноживучих найпростіших, що володіють різноманітними Біосинтетичними можливостями і тому широко поширеними в природі.
Оскільки ліпідний метаболізм найпростіших має відносну лабільністю, були вивчені шляхи його регуляції. Застосування до найпростіших загальноприйнятого в мікробіології прийому підвищення біосинтезу ліпідів за рахунок зниження вмісту в середовищі джерела азоту і збільшення вмісту джерела вуглецю призвело до різкого гальмування або зупинки росту культур. Для створення умов спрямованого біосинтезу ліпідів в середовища для культивування жгутіконосцев додавали попередники і стимулятори біосинтезу ліпідів: малонат, цитрат, сукцинат, цітідіннуклеотіди в поєднанні з певним режимом аерації.
Російські вчені отримали водорозчинний напівсинтетичний препарат - астазілід, що представляє собою комплекс ефірів сахарози і жирних кислот, попередньо виділених з А. longa. Для вивчення активності і механізму дії цього препарату були застосовані різні моделі: біслойную ліпідні мембрани (БЛМ), моношарова культури нирки теляти і карциноми яєчника людини, імунокомпетентні клітини - перитонеальні макрофаги. Було встановлено, що астазілід викликає збільшення провідності, поверхневого натягу, а також зменшення електромеханічної стабільності БЛМ.
Отримані дані дозволяють припускати, що в основі фізіологічних ефектів препарату лежить його значне мембраноактівное дію. Астазілід проявляє м'які детергентні властивості. Можливо, що збільшення провідності і деяка дестабілізація клітинних мембран відкривають шлях для проникнення всередину клітини Ca2 + та інших іонів, що грають ключову роль в регуляції метаболізму. При вивченні дії астазіліда на культуру клітин нирки теляти було встановлено, що препарат збільшує мітотичний індекс клітин, знижує їх поліморфізм, покращує адгезивні властивості культури, забезпечує більш щільне зчеплення з субстратом і посилення міжклітинних контактів.
Препарат не мав прямою цитотоксичною дією на культуру пухлинних клітин, а його протипухлинну дію, вивчене на 8 штамах перевіваемих пухлин мишей і щурів, реалізувалося через імунну систему. Астазілід діяв головним чином на клітинну ланку імунітету, викликаючи підвищення фагоцитарної активності перитонеальних макрофагів, збільшення здатності індукувати розвиток гіперчутливості сповільненого типу і деяких інших показників. Препарат предотвращаал загибель 60-80% тварин, заражених бактеріальними інфекціями (Е. coli, Ps. Aerugenosa), а також лейшманиями. Інший групою біологічно активних речовин найпростіших є полісахариди.
Різноманітність полісахаридів, синтезованих найпростішими, досить велике. Особливий інтерес представляє парамілон, характерний для евгленоідних жгутіконосцев. Представники пологів Astasia і Euglena здатні до сверхсинтезу парамілона, що становить понад 50% сухого залишку клітин. Цей полісахарид вивчається як стимулятор імунної системи ссавців. У наших дослідах парамілон A. longa володів вираженим протипухлинним ефектом. Діючи опосередковано через імунну систему, парамілон гальмує зростання саркоми 180 на 60% і знижує прівіваемость аденокарциноми Ерліха. Аденокарцинома Ерліха взагалі не робила щеплення у 50- 60% мишей, яким профілактично був введений парамілон в дозах 3 і 30 мг / кг ваги тварини. Парамілон, виділений з А. longa, практично нетоксичний. Виражену імуномодулюючу дію і низька токсичність цього препарату є передумовою для його поглибленого дослідження в поєднанні з препаратами прямого протипухлинної дії, радіотерапією та іншими ад'ювантамі.
В даний час в світі надається велике значення виробництва глюканов не тільки для медичних цілей, але і для харчової та текстильної промисловості. До сих пір глюкани отримували з культур бактерій або морських водоростей. Евгленіди є одним з найбільш перспективних джерел цієї речовини. Структурні полісахариди, що входять до складу клітинних мембран найпростіших, - це гетерополісахаріди, що містять глюкозу, манозу, ксилозу, арабинозу, рибозу, галактозу, рамнозу, фруктозу, глюкозамін. Найбільш характерними гетерополісахарид є Арабіногалактан, Д-галакто-Д-маннан, фосфаноглюкани і інші.
Великий інтерес представляє з'ясування антигенної взаємозв'язку між непатогенних і патогенними для людини видами тріпаносомід. Встановлено, що при введенні мишам полісахаридів з культур непатогенних для людини найпростіших - Herpetomonas sp. і Crithidia fasciculata - підвищувалася резистентність тварин до Т. cruzi, збудника хвороби Чагаса у людини. Наявність перехресних імунологічних реакцій між полісахаридами різних типів послужило підставою для висновку про те, що антигенна спільність між цими речовинами обумовлена не структурою полімеру, а окремими мономерами або олигомерами однакового хімічної будови.
Біомаса найпростіших містить до 50% білка. Його висока біологічна цінність полягає в тому, що він містить всі незамінні амінокислоти, причому зі тримання вільних амінокислот на порядок вище, ніж в біомасі мікроводоростей, бактерій і в м'ясі. Це свідчить про широкі можливості застосування вільноживучих найпростіших як джерело кормового білка.
Інші розділи: