Штам наlовастеrіuм наlовіuм ксu- 97ff -продуцент бактеріородопсину

Изобретение относится к микробиологии, а именно к штаммам галофильных бактерий, которые продуцируют белок бактериородопсин. Галофильные бактерии живут в насыщенной солевой смеси южных соленых озер. Эти бактерии очень устойчивы к повреждающим воздействиям: высокой температуре, кислотам, щелочам, фотоокислению и химическим окисляющим агентам. Галофильные бактерии состоят на 75% из белка бактериородопсина и на 25% из фосфолипидов, заполняющих промежутки между молекулами этого белка. Бактериородопсин - называют фотосинтетическим белком, который за счет энергии света осуществляет активное перемещение протонов через мембрану и способствуе т образованию электрохимического потенциала, т.е. является преобразователем световой энергии в электрическую на клеточном уровне. Продуцентами бактериородопсина являются известные штаммы галофильных бактерий, например, штаммы Halobacterium halobium. (Реферативный журнал-92. Биотехнология, №5, 1992. 5Р1315, с.38 [1], авт.св. №770184, кл. С 12 К 1/00, заявлено 19.06.78 [2]), а также Halobacterium halobium distributes sp. nov. Natronobacterium pharaonis (Реферативный журнал-91, Биотехнология, №5, 1991, 5.97221, c.25 [3]). Прототипом предложенного изобретения является штамм Halobacterium halobium 353 пущинский продуцент бактериородопсина [2]. Известный штамм хранится в музее культур промышленных микроорганизмов Института "ВНИИгенетика" под номером ЦМПМ В-1739. Он характеризуется определенными культурально-морфологическими, физиолого-биохимическими и энергетическими признаками, а именно: - величина клеток трехсуточной культуры 2-5x0,5-0,9 мкм, одиночные палочки, максимум подвижности 33,5 суток, на 4,5 сутки роста заметно слабое помутнение; - факультативный аэроб, желатину не разжижает, сахарозу, мальтозу, лактозу, фр уктозу не подкисляет, лизирует в гипотоническом растворе, при содержании соли менее 16% клетки теряют свою окраску; - антагонистических свойств не обнаружено. Этот штамм является стабильным источником продуцирования бактериородопсина. Однако время достижения максимального выхода бактериородопсина достаточно продолжительное - 7080 часов, а выход бактериородопсина составляет не более 2,5 мкмоль/г. В основу изобретения поставлена задача создать штамм Halobacterium halobium, который обеспечивает ускорение и повышение выхода бактериородопсина путем совершенствования его культуральноморфологических, физиолого-биохимических и энергетических признаков. Технический результат достигается благодаря созданию нового штамма Halobacterium halobium KCU-97FF - продуцента бактериородопсина, который депонирован и хранится в депозитарии Института микробиологии и вирусологии им. Д.К.Заболотного, г.Киев, Украина под (номер штамма ИМВ В7008). Новый штамм характеризуется следующими культурально-морфологическими, физиологобиохимическими и энергетическими признаками. Культурально-морфологические признаки. Величина клеток трехсуточной культуры - 6 x0,6-1,0 мкм, одиночные палочки. Мясопептонный бульон, На 4,5 сутки роста слабые помутнения. Мясопептонный агар. Малопрозрачные колонии с неравномерными краями, хорошо снимаются петлей. Среда Гиббонса и Шегала. Полупрозрачные колонии красно-фиолетового цвета с неравномерными краями, в среду слабо врастают, хорошо снимаются петлей. Среда Онисхи. Слабо прозрачные колонии красно-фиолетового цвета, хорошо снимаются петлей. Физиолого-биохимические признаки. Факультативный аэроб. Желатину не разжижает, сахарозу, мальтозу, лактозу, фр уктозу не подкисляет. На картофеле не растет. Лизирует в гипотоническом растворе при содержании соли менее 16%, при концентрации соли ниже 18% клетки теряет свою окраску. Энергетические признаки. Уровень термогенеза составляет 0,7-0,8.кал/сек/л. Сравнение признаков, характеризующи х новый штамм и штамм-прототип, показывает, что общими признаками являются некоторые физиолого-биохимические признаки (факультативный аэроб, желатину не разжижает, сахарозу, мальтозу, лактозу, фр уктозу не подкисляет), а также отсутствие антагонистических свойств. Отличие в характеристике рассматриваемых штаммов определяется культурально-морфологическими и энергетическими показателями, а именно: у нового штамма больше величина клеток трехсуточной культуры, максимум подвижности наступает быстрее, а термогенез проходит менее активно. Технический результат заключается в увеличении выхода конечного продукта, ускорении процесса его продуцирования и достигается за счет всей совокупности культурально-морфологических, физиологобиохимических и энергетических признаков. Пример 1. Культуру галофильных бактерий Halobacterium halobium KCU-97FF выращивают в плоском фотореакторе объемом 10 л с заполнением 5 л при 38°С, рН 7,2. Питательную среду для посевного материала готовят следующего состава, г/л: 250 г хлористого натрия, 20 г сернокислого магния, 2 г хлористого калия, 3 г лимоннокислого натрия (трехзамещенного ), 10 г ферментолизата бесклеточного осветленного, 0,5 г дрожжевого экстракта. При достижении в фотореакторе температуры 39°С засевают 0,75 л среды культуры из колб. Включают аэрацию воздухом и освещение лампами дневного света. Время выращивания 3 суток при контроле процесса по термогенезу. Далее культуральную жидкость центрифугир уют при 15 тыс. об/мин в течение 20 минут. Выделяют бактериородопсин по известной методике. Выход конечного продукта - 3,2 мкмол/г. Пример 2. Культуру галофильных бактерий Halobacterium halobium KCU-97FF выращивают в плоском фотореакторе объемом 10 л с заполнением 5 л при 40°С, рН 7,4. Питательную среду для посевного материала готовят следующего состава, г/л: 255 г хлористого натрия, 25 г сернокислого магния, 2,5 г хлористого калия, 2,5 г лимоннокислого натрия (трехзамещенного), 9 г ферментолизата бесклеточного осветленного, 0,3 г дрожжевого экстракта, помещают. При достижении в фотореакторе температуры 39°С засевают 0,75 л от 5 л среды культуры из колб. Включают аэрацию воздухом и освещение лампами дневного света. Время выращивания 2 суток при контроле процесса по термогенезу. Далее культуральную жидкость центрифугир уют при 15 тыс. об/мин в течение 20 минут. Выделяют бактериородопсин по известной методике. Выход конечного продукта - 3 мкмол/г. Разработанный штамм благодаря своим свойствам обеспечивает выход бактериородопсина 3-3,5 мкмол/л, а время получения -50-60 часов. Следовательно, новый штамм как продуцент бактериородопсина является более производительным: большее количество (на 20-30%) конечного продукта получают за меньший (на 15-20 часов) период времени. Получаемый бактериородопсин отличается высокой стабильностью и устойчивостью. Этот белок благодаря способности под действием света генерировать электрический ток, преобразовывать и хранить оптическую информацию, может использоваться при создании электронных компонентов в оптических компьютерах, процессорах и цифровых накопителях информации.