Пробіотичний штам lactobacillus gasseri 55, здатний до біотрансформації неорганічного селену

Реферат: Штам Lactobacillus gasseri 55 має пробіотичні властивості та здатний до біотрансформації неорганічних форм селену в органічні. UA 119605 U (12) UA 119605 U UA 119605 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до біотехнології та ветеринарної мікробіології і може бути використана при виготовленні пробіотичних препаратів та кормових добавок. Селен (Se) - есенціальний мікроелемент, дефіцит якого є причиною послаблення здоров'я населення в багатьох країнах світу. Він відіграє значну роль в процесах регулювання обміну речовин, антиоксидантного захисту, підвищення імунітету, формування кісткової тканини, підсилення репродуктивної функції, профілактики раку, уповільнення старіння. Додавання селеніту натрію як неорганічної форми Se в раціон харчування з одного боку визнано першочерговою мірою на шляху до покращення стану здоров'я людей і тварин при різних захворюваннях, а з іншого боку використання Se в деяких країнах було обмежено через токсичність. Органічні форми Se є менш токсичними, але не поступаються ефективністю оксиду селену та селеніту. У зв'язку з цим, останнім часом, зростає інтерес до використання органічного селену в раціоні харчування людей і тварин як харчових добавок та функціональних продуктів. Найбільше визнання отримали різноманітні селен-збагачені біологічні продукти: пшениця, фрукти, овочі, мікроорганізми. Лактобацили займають чільне місце серед цих продуктів, оскільки лише вони здатні накопичувати селен в клітинах у вигляді селен-цистеїну, який входить до складу активного центру глутатіонпероксидази - головного ферменту, що захищає клітини від оксидативного стресу. Ще однією важливою особливістю молочнокислих +4 0 бактерій є здатність відновлювати іони селену Se до елементарного селену Se в процесі детоксикації. Вільний селен у вигляді наночастинок накопичується біля клітинної стінки бактерій а також виділяється в позаклітинний простір. Молочнокислі бактерії (МКБ) характеризуються рядом біологічних властивостей, що дозволяють використовувати їх в складі пробіотичних препаратів для корекції мікрофлори макроорганізму, зокрема кишечнику, а також при різних патологічних станах. Основною ознакою лактобактерій є їх антагоністична активність щодо патогенної та умовно патогенної мікрофлори. Запропонований штам Lactobacillus gasseri 55 1MB В-7586 був ізольований із вмісту дистального відділу кишечнику жінки постменопаузального віку (м. Київ) і зберігається в колекції живих культур Інституту мікробіології і вірусології ім. Д.К. Заболотного НАН України. Культурально-морфологічні особливості. Штам Lactobacillus gasseri 55 1MB В-7586 вирощують при 37 °C 18-48 год. на поживному середовищі MRS наступного складу: пептон - 1 %; м'ясний екстракт - 1 %; дріжджовий екстракт 0,5 %; печінковий екстракт - 0,5 %; Твін 80 - 0,1 %; глюкоза - 2,0 %; ацетат натрію - 0,5 %; цитрат амонію - 0,2 %; К2НРО4 - 0,2 %; MgSO4 - 0,02 %; MnSO4 - 0,005 % на 100 мл дистильованої води, рН 6,6-6,8. В рідкому середовищі культура утворює однорідний білий осад, проявляє високу здатність до аутоагрегації (спостерігається чітке розділення фаз осад/прозора надосадова рідина). У напіврідкому середовищі штам росте вздовж уколу, у товщі агару - дископодібні білуваті колонії до 2-3 мм у діаметрі. На твердому агаризованому середовищі в аеробних умовах утворює пласкі, з нерівними краями колонії бежевого кольору. Клітини нерухомі, грампозитивні палички правильної форми (0,4-0,6 x 1,0-15,0 мкм) розташовані переважно у довгих ланцюжках, рідше поодиноко або парами. Фізіолого-біохімічні особливості. Культура - факультативний анаероб, каталазонегативний, не містить цитохроми дихального шляху, не утворює псевдокаталазу, не відновлює нітрати в нітрити, не утворює аміак із аргініну, не згортає молоко, утворює пероксид водню. Добре росте у бульйоні MRS з 5 % NaCl. Оптимальним рН для початку росту є 6,5-7,0. Стійкий до дії шлункового соку та солей жовчних кислот. Штам не утворює газ із глюкози, не росте при температурі 15 °C, росте при 45 °C, оптимальна температура 37 °C. Належить до групи термофільних бактерій роду Lactobacillus. Зброджує амігдалін, арбутин, ескулін, саліцин, D-целобіозу, D-трегалозу, гентіобіозу, Dтагатозу, галактозу, глюкозу, фруктозу, маннозу, N-ацетилглюкозамін, мальтозу, цукрозу. Не зброджує гліцерин, еритритол, D-арабінозу, D- та L-ксилозу L-арабінозу, D-рибозу, Lрамнозу, D-маніт, D-сорбіт, метил-D-маннопіранозид, D-лактозу, D-мелібіозу, D-мелецитозу, Dрафінозу, амідон, D-арабіт, калію глюконат, D-туранозу, адонітол, метил-D-ксилопіранозид, сорбозу, дульцитол, інозит, метил-D-глюкопіранозид, інулін, глікоген, ксиліт, ліксозу, D- та Lфукозу, L-арабіт, 2- та 5-кетоглюконат калію. Штам довготривало зберігається (2 роки і більше) в сублімованому стані в запаяних ампулах. Захисне середовище під час ліофільного висушування: сахароза 10 %, желатин 1 %, рН 7,0±0,2 Пробіотичні властивості. Штам Lactobacillus gasseri 55 IMB В-7586 чутливий до пеніциліну, ампіциліну, іміпенему, цефазоліну, цефтриаксону, ванкоміцину, стрептоміцину, тетрацикліну, доксицикліну, 1 UA 119605 U 5 10 15 20 25 еритроміцину, лінкоміцину, левоміцетину. Стійкий до гентаміцину, поліміксину, ципрофлоксацину. Здатен адгезуватися до клітин букального епітелію. Штам проявляє антагоністичну дію щодо умовно патогенних мікроорганізмів Bacillus cereus, Klebsiella pneumoniae, Salmonella enterica, Staphylococcus aureus, Staphylococcus epidermidis, Pseudomonas aeruginosa, Shigella sonnei, Proteus vulgaris. Даний штам лактобацил характеризується здатністю до біотрансформації неорганічних форм селену (а саме, селеніту натрію). Нами було показано, що в процесі культивування в середовищі з 8 мг/л селеніту натрію пробіотичний штам L. gassed 55 накопичує в біомасі 33 % селену, при цьому значна кількість селену накопичується в середині самої клітини мікроорганізму у вигляді органічних сполук - селенометіоніну та селеноцистеїну, а в процесі 4+ 0 детоксикаційного відновлення неорганічної форми Se до елементарного селену Se у вигляді наночастинок, які обумовлюють червоне забарвлення культуральної рідини лактобактерій. Запропонований штам L. gasseri 55 відрізняється тим, що при збагаченні селеном зберігає пробіотичні властивості, а саме: стійкість до умов шлунково-кишкового тракту та антагоністичну дію щодо умовно-патогенних мікроорганізмів. Так, в ході дослідження було встановлено, що збагачення культури селеном суттєво підсилює інгібуючу дію пробіотичного штаму щодо широкого спектра клінічно важливих штамів умовно патогенних мікроорганізмів, серед яких S. enterica, К. pneumoniae, S. flexneri, P. vulgaris, та S. epidermidis. Найсильніший синергічний ефект пробіотичного штаму і селену відмічено щодо S. epidermidis і P. aeruginosa. Штам нетоксичний, непатогенний, авірулентний. Нуклеотидна послідовність (1514 п.н.) фрагмента гена 16S рРНК штаму Lactobacillus gasseri 55 депонована в міжнародній базі даних GenBank (NCBI) під номером КТ31415 Штам Lactobacillus gasseri 55 рекомендується використовувати як у виробництві пробіотичних препаратів, так і функціональних продуктах для людей і тварин, з метою збагачення макроорганізму селеном у біодоступній, безпечній органічній формі. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 30 Штам Lactobacillus gasseri 55, що має пробіотичні властивості та здатний до біотрансформації неорганічних форм селену в органічні, який може бути використаний у виробництві пробіотиків та функціональних продуктів для людей і тварин. Комп’ютерна верстка А. Крулевський Міністерство економічного розвитку і торгівлі України, вул. М. Грушевського, 12/2, м. Київ, 01008, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 2