Открытый доступ Открытый доступ  Доступ закрыт Доступ предоставлен  Доступ закрыт Только для подписчиков

Том 60, № 2 (2024)

Обложка

Весь выпуск

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Статьи

Хитозан и его производные в агробиотехнологии, медицине и промышленности (РосХит 2023)

Варламов В.П., Яковлева И.В.
Прикладная биохимия и микробиология. 2024;60(2):121-122
pages 121-122 views

Функциональные покрытия на основе хитозана для послеуборочной обработки томатов

Ильина А.В., Шагдарова Б.Ц., Зубарева А.А., Варламов В.П.

Аннотация

Обзорная статья включает информацию об использовании покрытий как из самого хитозана, так и в сочетании с другими полисахаридами и функциональными соединениями, для послеуборочной обработки, главным образом томатов, с целью продления срока хранения собранной продукции. При сборе урожая фруктов и овощей потери от грибковой инфекции могут достигать 50%. Для предотвращения потерь урожая и сохранения качества плодов применяют различные способы послеуборочной обработки. В настоящее время наиболее эффективными средствами, используемыми для борьбы с послеуборочными болезнями, являются синтетические фунгициды, но их не контролируемое применение отрицательно воздействуют на здоровье человека и окружающую среду. В последнее время сохраняется тенденция к расширению использования природных противомикробных препаратов. Такими природными соединениями могут быть хитин и хитозан. Они возобновляемы, биоразлагаемы, малотоксичны и безопасны для потребителей и окружающей среды. Способность хитозана к пленкообразованию и его антимикробные и антиоксидантные свойства важны для получения функциональных покрытий для послеуборочной обработки плодов.

Прикладная биохимия и микробиология. 2024;60(2):123-133
pages 123-133 views

Создание антибактериального композиционного аэрогеля биомедицинского назначения на основе комплекса альгинат–хитозан и карбоната кальция

Горшкова Н.А., Бровко О.С., Паламарчук И.А., Ивахнов А.Д., Богданович Н.И., Воробьева Т.Я.

Аннотация

На основе полиэлектролитного комплекса альгинат натрия–хитозан с включением микрочастиц карбоната кальция синтезированы аэрогельные композиты. Показано, что текстурные характеристики материалов не зависели от морфологии частиц карбоната кальция: площадь удельной поверхности аэрогелей составляла 380–400 м2/г. Развитая пористая структура композитов наряду с полиэлектролитной природой определяла их высокое влагопоглощение — до 110 г/г. Для придания антимикробных свойств материалы импрегнировали атранорином, выделенным из лишайника Hypogymnia physodes, обладающим выраженным ингибирующим действием относительно бактерии Proteus mirabilis, являющейся основным возбудителем раневых инфекций. Минимальная подавляющая концентрация атранорина составляла 1 мг/мл. Высвобождение основного количества атранорина (до 50%), включенного в матрицу аэрогельного материала, происходило в течение 4 ч.

Прикладная биохимия и микробиология. 2024;60(2):143-150
pages 143-150 views

Выделение хитозан-меланинового комплекса из подмора мухи черная львинка и получение на его основе нановолокнистых материалов

Хайрова А.Ш., Сажнев Н.А., Коробовская Д.В., Лопатин С.А., Кильдеева Н.Р., Варламов В.П.

Аннотация

В статье приводятся результаты изучения вязкости растворов хитозан-меланинового комплекса из насекомого Hermetia illucens и процесса гелеобразования его в растворах в присутствии сшивающих реагентов. Из растворов хитозан-меланинового комплекса в разбавленных растворах уксусной кислоты методом бесфильерного электроформования были получены химически сшитые нановолокна. Наличие 14% меланина обеспечило возможность снижения концентрации уксусной кислоты в формовочной композиции.

Прикладная биохимия и микробиология. 2024;60(2):151-157
pages 151-157 views

Функциональные производные хитозана, растворимые в нейтральных средах — средство доставки лекарственных веществ и генетического материала: получение и свойства

Горшкова М.Ю., Григорян Э.С., Волкова И.Ф.

Аннотация

Предложен двухстадийный метод проведения модификации хитозана, обеспечивающий контролируемое присоединение кватернизованного блока. Структура полученных продуктов изучена методами ИК-Фурье- и ЯМР-спектроскопии; растворимость охарактеризована методом турбодиметрии; кислотно-основные свойства определены методом потенциометрии. Показано, что для получения растворимых продуктов необходимо наличие ~50% кватернизованных аминогрупп. Разница в рН-чувствительности модифицированных производных с разным типом присоединения кватернизованного блока выявлена на примере их комплексов с модельным полистиролсульфонатным анионом. Продемонстрирована возможность получения на основе синтезированных производных комплексов с ДНК — полиплексов, размеры которых определялись структурой производных, стабильных в условиях близких к физиологическим. Полученные результаты могут составить основу для разработки систем доставки лекарственных средств и генетического материала.

Прикладная биохимия и микробиология. 2024;60(2):134-142
pages 134-142 views

Влияние хитозана на способность липополисахарида взаимодействовать с клетками иммунной системы

Давыдова В.Н., Володько А.В., Горбач В.И., Чусовитина С.В., Соловьева Т.Ф., Ермак И.М.

Аннотация

Получены комплексы липополисахарида (ЛПС) бактерии Escherichia coli с хитозаном (ХН) с молекулярной массой 5 кДа и изучена их надмолекулярная организация. Методом атомно-силовой микроскопии показано, что в процессе образования комплексов происходит переход от мицеллярной структуры исходного ЛПС к линейным сетчатым структурам, равномерно распределенным по поверхности слюды. Изучена стабильность комплексов ЛПС-ХН различной стехиометрии в биологических средах в присутствии белков сыворотки. Показано, что комплексы с соотношением ЛПС-ХН 1 : 1 в присутствии сывороточных белков теряли свой поверхностный заряд и имели склонность к агрегации, комплексы с максимальным насыщением ХН (1 : 5) в данных условиях не агрегировали и сохраняли свой поверхностный заряд. Исследовано влияние ХН различной молекулярной массы на способность ЛПС взаимодействовать с нейтрофилами цельной крови человека. Показано, что комплексы ЛПС-ХН связывались с нейтрофилами и поступили внутрь клетки, причем эта способность усиливалась в присутствии белков сыворотки. Хитозан обладал способностью подавлять синтез провоспалительного цитокина ФНО-α, индуцированного ЛПС, не только в составе комплекса, но и при предварительной обработке клеток поликатионом.

Прикладная биохимия и микробиология. 2024;60(2):158-166
pages 158-166 views

Получение хитозана из хитинсодержащего сырья Узбекистана и исследование антимикробных свойств

Милушева Р.Ю., Ахымбетова Г.Д., Рашидова С.Ш.

Аннотация

Из отходов производства шелка выделен хитозан Bombyx mori, охарактеризован его химический состав, определена молекулярная масса и степень деацетилирования хитозана, исследованы антибактериальные и иммунологические свойства. Выявлено, что хитин и хитозан обладали антибактериальной активностью по отношению к Staphylococcus aureus, S. epidermidis, S. saprophyticus, Bacillus subtilis. Хитозан B. mori обладал также способностью увеличивать иммунный отклик живой системы: повышал число клеток как в центральных (тимус, костный мозг), так и в периферических (лимфатические узлы) органах иммунитета у мышей. Впервые получен хитозан из гидробионтов Аральского моря — цист Artemia parthenogenetica, исследован его состав и основные физико-химические характеристики. ИК-спектроскопические и рентгенологические исследования хитозана из цист Artemia parthenogenetia показали его чистоту. Определена молекулярная масса — 89 кДа и растворимость — 81.62%.

Прикладная биохимия и микробиология. 2024;60(2):167-176
pages 167-176 views

Биологическая активность дисперсий наночастиц хитозана, полученных методом дробного осаждения

Попова Э.В., Домнина Н.С., Новикова И.И., Коваленко Н.М., Краснобаева И.Л., Зорин И.М.

Аннотация

Проведена оценка антигрибной и иммуномодулирующей активности дисперсий наночастиц хитозана, полученных методом дробного осаждения при рН 5.0 и рН 7.5 с использованием хитозана разной молекулярной массы. Дисперсия наночастиц, полученная при рН 5.0, обладала повышенной фунгистатической активностью в отношении Cohliobolus sativus и Alternaria solani за счет высокой доступности аминогрупп в рыхлых наночастицах. Такая дисперсия показала иммуностимулирующую активность, обеспечивающую повышение устойчивости пшеницы к темно-бурой пятнистости. Установлено также, что элиситорная активность дисперсий нанохитозана значительно выше активности растворов исходного полимера.

Прикладная биохимия и микробиология. 2024;60(2):177-182
pages 177-182 views

Влияние конъюгатов хитозана с оксикоричными кислотами и бактерий Bacillus subtilis на активность защитных белков и устойчивость растений картофеля к Phytophthora infestans

Яруллина Л.Г., Бурханова Г.Ф., Цветков В.О., Черепанова Е.А., Сорокань А.В., Заикина Е.А., Марданшин И.С., Фаткуллин И.Я., Максимов И.В., Калацкая Ж.Н., Еловская Н.А., Рыбинская Е.И.

Аннотация

Исследовали влияние конъюгатов хитозана с кофейной (ХКК) и феруловой (ХФК) кислотами в сочетании с бактериями Bacillus subtilis на транскрипционную активность генов PR-белков и изменение протеома у растений картофеля при инфицировании Phytophthora infestans (Mont.) de Bary. Показано, что опрыскивание растений, выращенных из мини-клубней сорта Удача, растворами композитов ХКК и ХФК и суспензией B. subtilis штаммов 26Д и 11 ВМ приводило к снижению степени развития возбудителя фитофтороза на листьях картофеля при всех вариантах обработки. Максимальный защитный эффект проявлялся при обработке растений бактериями B. subtilis штамм 26Д в сочетании c конъюгатами хитозана и оксикоричных кислот. Механизмы повышения устойчивости растений картофеля к P. infestans были связаны с активацией транскрипционной активности генов, кодирующих основной защитный белок (PR‑1), хитиназы (PR‑3), тауматинподобного белка (PR‑5), ингибитора протеаз (РR‑6), пероксидазы (PR‑9) и рибонуклеазы (PR‑10). Активация экспрессии маркерных генов системной приобретенной устойчивости и индуцированной системной устойчивости под влиянием совместной обработки свидетельствовала о синергетическом развитии защитных реакций в растениях картофеля в данном варианте. Методом двумерного электрофореза белков листьев S. tuberosum с последующим MALDI-TOF-анализом идентифицировано 12 белков, состав которых в листьях различался в зависимости от варианта опыта. Во всех вариантах наблюдали подавление активности серин-треониновой протеин-фосфатазы, отражающее развитие реакции сверхчувствительности (СВЧ-реакции). Различные варианты опыта формировали слабо выраженные кластеры, что свидетельствовало о множественных механизмах регуляции синтеза защитных белков, вовлеченных в реакцию, на обработку бактериями, конъюгатами хитозана и заражение P. infestans.

Прикладная биохимия и микробиология. 2024;60(2):183-192
pages 183-192 views

Влияние штаммов Bacillus subtilis в сочетании с салицилатом хитозана на активность пероксидазы и каталазы в листьях пшеницы при инфицировании возбудителем темно-бурой пятнистости B. sorokiniana

Новикова И.И., Попова Э.В., Коваленко Н.М., Краснобаева И.Л.

Аннотация

Изучено влияние штаммов Bacillus subtilis ВКМ В‑2604D и ВКМ В‑2605D, составляющих основу биопрепарата Витаплан, и их сочетаний с салицилатом хитозана на ферменты антиоксидантной защиты в процессе формирования устойчивости растений пшеницы, инфицированной возбудителем темно­бурой пятнистости Bipolaris sorokiniana. В растениях пшеницы, обработанных штаммами B. subtilis и их сочетаниями с салицилатом хитозана, при последующем заражении происходила активация каталазы и пероксидазы, регулирующих интенсивность окислительного стресса, индуцированного внедрением патогена. При этом также происходило включение защитных реакций, ведущих к развитию индуцированной устойчивости в растениях пшеницы к темно­бурой пятнистости, что проявлялось в снижении развития болезни на 25–45% по отношению к зараженному контролю в обработанных растениях. Полученные результаты свидетельствовали о перспективности сочетания активных штаммов микроорганизмов­антагонистов возбудителей болезней растений и салицилата хитозана для повышения биологической эффективности и расширения спектра действия разрабатываемых рецептурных форм биопрепаратов.

Прикладная биохимия и микробиология. 2024;60(2):193-204
pages 193-204 views

Биологическая эффективность полифункциональных комплексов на основе штаммов Bacillus subtilis и салицилата хитозана при возделывании пшеницы

Новикова И.И., Колесников Л.Е., Попова Э.В., Хассан Б.А., Прияткин Н.С., Радишевский Д.Ю., Краснобаева И.Л., Хигерович Л.А., Колесникова Ю.Р.

Аннотация

Показано, что применение при возделывании пшеницы полифункциональных комплексов на основе бактериальных штаммов Bacillus subtilis и 0.1%­ного салицилата хитозана приводило к существенному снижению поражаемости растений болезнями: желтой и бурой ржавчиной, мучнистой росой, корневой гнилью и обусловливало рост морфометрических показателей продуктивности. Такая тенденции была связана со значительным влиянием полифункциональных комплексов на увеличение числа первичных и узловых корней; длину узловых корней; продуктивную кустистость; число колосков в колосе, массу зерен одного колоса. Однако эффективность защитных и стимулирующих обработок пшеницы зависела также от комплекса природно­климатических факторов сезонов вегетации пшеницы.

Прикладная биохимия и микробиология. 2024;60(2):205-218
pages 205-218 views