Состав жирных кислот цианобактерий и способность к синтезу разрушаемых полигидроксиалканоатов (ПГА)

Abstract

Исследованы состав жирных кислот липидов и способность к синтезу разрушаемых полигидроксиалканоатов (ПГА) у ранее не изученных цианобактерий, выделенных из водоемов бассейна р. Енисей. Изучено 10 штаммов различных видов, относящихся к порядкам Chroococcales, Oscillatoriales, Nostocales и Leptolyngbyales. В составе липидов исследованных штаммов цианобактерий идентифицированы 33 жирные кислоты, соотношение которых в зависимости от видовой специфики цианобактерий значительно варьировало, оказывая влияние на насыщенность липидов, которая составляла от 0,4 до 9,5. Для всех штаммов в качестве основной жирной кислоты (ЖК) идентифицирована пальмитиновая кислота, содержание которой составляло от 24 до 47 % от суммы ЖК. Доминирующими моноеновыми ЖК были C16:1ɷ7 и C18:1ɷ9, содержание которых варьировало от 2 до 16 и от 2 до 24 % от суммы ЖК соответственно. Все штаммы синтезировали полиеновые кислоты C16- и C18 рядов, но в различной степени. Выявлены пять штаммов (Chroococcus limneticus ACCS019, Trichormus variabilis ACCS039, Trichormus variabilis ACCS060, Anabaena aequalis ACCS089 и Cylindrospermum stagnale ACCS051), обладающих способностью синтезировать полимер, который у всех штаммов представлен гомополимером 3-гидроксимасляной кислоты – поли(3- гидроксибутиратом). Модификация стандартной питательной среды (исключение из ее состава азота и фосфора) обеспечила многократное повышение внутриклеточного содержания полимера. Цианобактерии Chroococcus limneticus ACCS019, Anabaena aequalis ACCS089 и Cylindrospermum stagnale ACCS51, в которых содержание полимера составило, соответственно, 8,9, 4,7 и 3,2 %, можно рассматривать в качестве потенциальных продуцентов ПГА в процессах фотосинтеза

The composition of fatty acids of lipids and the ability of cyanobacteria to synthesize degradable polyhydroxyalkanoates (PHA) were examined in previously unstudied cyanobacteria isolated from a number of water bodies of the Yenisei River Basin. Ten strains of various species belonging to the orders Chroococcales, Oscillatoriales, Nostocales and Leptolyngbyales were investigated. Thirty-three fatty acids (FAs) were identified in the lipid composition of the studied cyanobacterial strains. The ratio of FAs was to a high extent species-specific with the lipid saturation ranging from 0,4 to 9,5. In all strains, palmitic acid was identified as the main FA with the content ranging from 24 to 47 % of the total FA. The dominant monoenoic FAs were C16:1ɷ7 and C18:1ɷ9; their content varied from 2 to 16 and from 2 to 24 % of the total FA, respectively. All strains synthesized polyenoic acids of the C16- and C18 series but in different amounts. Five strains (Chroococcus limneticus ACCS019, Trichormus variabilis ACCS039, Trichormus variabilis ACCS060, Anabaena aequalis ACCS089 and Cylindrospermum stagnale ACCS051) were determined to be able to synthesize a homopolymer of 3-hydroxybutyric acid – poly(3-hydroxybutyrate). A modification of the standard nutrient medium (the exclusion of nitrogen and phosphorus from its composition) ensured a multiple increase in the intracellular content of the polymer. The cyanobacteria Chroococcus limneticus ACCS019, Anabaena aequalis ACCS089 and Cylindrospermum stagnale ACCS051 with the polymer content of 8.9, 4.7 and 3.2 %, respectively, can be considered as potential producers of PHA in photosynthesis