Том 60, № 2 (2024)

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.

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.

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%.

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.

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.