Разработка биоселектирующего агента на основе иммобилизованных клеток бактерий с активностью амидазы для биодетекции акриламида
- Авторы: Протасова Е.М.1, Максимова Ю.Г.1,2
-
Учреждения:
- Пермский федеральный исследовательский центр УрО РАН
- Пермский государственный национальный исследовательский университет
- Выпуск: Том 60, № 5 (2024)
- Страницы: 536-544
- Раздел: Статьи
- URL: https://vestnikugrasu.org/0555-1099/article/view/681861
- DOI: https://doi.org/10.31857/S0555109924050115
- EDN: https://elibrary.ru/QSURJQ
- ID: 681861
Цитировать
Аннотация
Клетки актинобактерий Rhodococcus erythropolis 4-1, Rhodococcus erythropolis 11-2 и протеобактерий Alcaligenes faecalis 2, обладающих амидазной активностью, были иммобилизованы методом включения в структуру геля альгината бария и агарозы, а также при получении биопленок на терморасширенном графите (ТРГ). Определена операционная стабильность таких иммобилизованных биокатализаторов после хранения в замороженном и обезвоженном виде и разработан прототип кондуктометрического биосенсора на акриламид на основе такого биоселектирующего агента. Наиболее предпочтительными способами хранения иммобилизованных клеток было замораживание при температурах от –20 до –80°С, также возможно долговременное хранение во влажном состоянии при 4–25°С. Показано, что наиболее предпочтительными для биодетекции акриламида были клетки A. faecalis 2, иммобилизованные в структуре геля агарозы. Гель агарозы с иммобилизованными в его структуре бактериальными клетками обладал большей механической прочностью и устойчивостью при проведении последовательных циклов конверсии акриламида в акриловую кислоту по сравнению с гелем альгината бария. Механическая прочность геля альгината бария может быть усилена добавлением углеродных наноматериалов при иммобилизации клеток. Также перспективно выращивание биопленок на углеродных материалах, используемых для изготовления электродов. Биопленки R. erythropolis 11-2 на ТРГ способны конвертировать акриламид в акриловую кислоту более чем в 20 циклах реакции с сохранением не менее чем 50% амидазной активности.
Ключевые слова
Полный текст

Об авторах
Е. М. Протасова
Пермский федеральный исследовательский центр УрО РАН
Email: yul_max@mail.ru
Институт экологии и генетики микроорганизмов УрО РАН
Россия, Пермь, 614081Ю. Г. Максимова
Пермский федеральный исследовательский центр УрО РАН; Пермский государственный национальный исследовательский университет
Автор, ответственный за переписку.
Email: yul_max@mail.ru
Институт экологии и генетики микроорганизмов УрО РАН
Россия, Пермь, 614081; Пермь, 614990Список литературы
- Bedade D.K., Dev M.J., Singhal R.S. // Biochem. Eng. 2019. V. 149. 107245. https://doi.org/10.1016/j.bej.2019.107245
- Duda-Chodak A., Wajda Ł., Tarko T., Sroka P., Satora P. // Food Funct. 2016. V. 7. № 3. P. 1282–1295. https://doi.org/10.1039/c5fo01294e
- Kusnin N., Syed M.A., Ahmad S.A. // JOBIMB. 2015. V. 3. № 2. P. 6–12. https://doi.org/10.54987/jobimb.v3i2.273
- Лопушанская Е.М., Максакова И.Б., Крылов А.И. // Вода: Химия и Экология. 2017. № 10. С. 3–10.
- Hu Q., Xu X., Fu Y., Li Y. // Food Control. 2015. V. 56. P. 135–146. https://doi.org/10.1016/j.foodcont.2015.03.021
- Куликовский А.В., Вострикова Н.Л., Кузнецова О.А., Семенова А.А., Иванкин А.Н. // Аналитика и контроль. 2019. Т. 23. № 3. С. 393–400. https://doi.org/10.15826/analitika.2019.23.3.002
- Liu C., Luo F., Chen D., Qiu B., Tang X., Ke H., Chen X. // Talanta. 2014. V. 123. P. 95–100. https://doi.org/10.1016/j.talanta.2014.01.019.
- lgnatov O.V., Rogatcheva S.M., Kozulin S.V., Khorkina N.A. // Biosensors & Bioelertronics. 1997. V. 12. № 2. P. 105–111.
- Batra B., Lata S., Sharma M., Pundir C.S. // Anal. Biochem. 2013. V. 433. P. 210–217. https://doi.org/10.1016/j.ab.2012.10.026
- Krajewska A., Radecki J., Radecka H. // Sensors. 2008. V. 8. P. 5832–5844. https://doi.org/10.3390/s8095832
- Li D., Xu Y., Zhang L., Tong H. // Int. J. Electrochem. Sci. 2014. V. 9. P. 7217–7227. https://doi.org/10.1016/S1452-3981(23)10961-8
- Huang S., Lu S., Huang C., Sheng J., Zhang L., Su W., Xiao Q // Sensors and Actuators B. 2016. V. 224. P. 22–30. https://doi.org/10.1016/j.snb.2015.10.008
- Silva N., Gil D., Karmali A., Matos M. // Biocat. Biotrans. 2009. V. 27. № 2. P. 143–151. https://doi.org/10.1080/10242420802604964
- Silva N.A.F., Matos M.J., Karmali A., Rocha M.M. // Port. Electrochim. Acta. 2011. V. 29. № 5. P. 361–373. https://doi.org/10.4152/pea.201105361
- Решетилов А.Н., Плеханова Ю.В. Биосенсорные системы и топливные элементы на основе микробных клеток. В кн. Иммобилизованные клетки: биокатализаторы и процессы. / Ред. Е.Н. Ефременко. М.: РИОР, 2018. 499 с.
- Плеханова Ю.В., Решетилов А.Н. // Журнал аналитической химии. 2019. Т. 74. № 12. С. 883–901. https://doi.org/10.1134/S0044450219120090
- Michelini E., Roda A. // Anal. Bioanal. Chem. 2012. V. 402. P. 1785–1797. https://doi.org/10.1007/s00216-011-5364-x
- Решетилов А.Н. // Прикл. биохимия микробиология. 2015. Т. 51. № 2. С. 268–274. https://doi.org/10.7868/S055510991502018X
- Sharma M., Sharma N.N., Bhalla T.C. // Rev. Environ. Sci. Biotechnol. 2009. V. 8. P. 343–366. https://doi.org/10.1007/s11157-009-9175-x
- Максимова Ю.Г., Горбунова А.Н., Зорина А.С., Максимов А.Ю., Овечкина Г.В., Демаков В.А. // Прикл. биохимия микробиология. 2015. Т. 51. № 1. С. 53–58. https://doi.org/10.7868/S055510991406010519
- Демаков В.А., Васильев Д.М., Максимова Ю.Г., Павлова Ю.А., Овечкина Г.В., Максимов А.Ю. // Микробиология. 2015. Т. 84. № 3. С. 369–378. https://doi.org/10.7868/S0026365615030039
- Мочалова Е.М., Максимова Ю.Г. // Вестник Пермского университета. Серия биология. 2020. № 1. С. 26–32. https://doi.org/10.17072/1994-9952-2020-1-26-32
- Максимова Ю.Г., Якимова М.С., Максимов А.Ю. // Катализ в промышленности. 2019. Т. 19. № 1. С. 73–79. https://doi.org/10.18412/1816-0387-2019-1-73-79
- Китова А.Е., Колесов В.В., Решетилов А.Н. // Известия ТулГУ. Естественные науки. 2018. № 1. С. 9–16.
- Максимова Ю.Г., Васильев Д.М., Зорина А.С., Овечкина Г.В., Максимов А.Ю. // Прикл. биохимия микробиология. 2018. Т. 54, № 2. С. 158–164. https://doi.org/10.7868/S0555109918020058
- Понаморева O.H., Арляпов В.А., Алфёров В.А., Решетилов А.Н. // Прикл. биохимия микробиология. 2011. Т. 47. № 1. С. 5–15.
- Перчиков Р.Н., Арляпов В.А. // Известия ТулГУ. Естественные науки. 2023. № 1. С. 69–81. https://doi.org/10.24412/2071-6176-2023-1-69-81
Дополнительные файлы
