Британские ученые из Бирмингемского университета предложили добавлять гидрофобные полимеры в культуральную жидкость бактерий, которые используются в биокатализе. Это облегчает образование биопленок и повышает эффективность катализа. Исследование опубликовано в журнале Materials Horizons.
В биокатализе для ускорения химических реакций используются ферменты и бактериальные клетки. Такие процессы применяются в пищевой, фармацевтической и химической промышленности. Одна из проблем биокатализа — то, что многие используемые в нем бактерии, например пробиотики или непатогенные штаммы кишечной палочки, с трудом образуют биопленки. Это экосистемы микроорганизмов, в которых они более устойчивы к окружающей среде и более продуктивны. Обычно проблема с образованием биопленок решается с помощью генетической инженерии, но это не слишком удобно на производствах, так как для проведения таких опытов нужен обученный персонал и оборудование.
Британские ученые провели скрининг синтетических полимеров, которые улучшали бы способность бактерий образовывать биопленки. В экспериментах использовались различные штаммы кишечной палочки. Так, штамм MC4100 широко используется для изучения генов и белков, но плохо образует биопленки, а генетически идентичный ему штамм PHL644, напротив, легко образует их. В результате экспериментов ученые выяснили, что гидрофобные полимеры улучшают процесс образования биопленки по сравнению с катионными полимерами. Причем производные ароматических или гетероароматических соединений справляются с этой задачей лучше, чем соединения алифатического ряда. Также исследователи оценивали изменения в биомассе и биокаталитическую активность. В результате оказалось, что в присутствии гидрофобных полимеров штамм MC4100 был так же или более эффективен по сравнению со штаммом PHL644.
В дальнейшем исследователи планируют узнать, чем именно объясняются такие изменения в биокаталитической активности бактерий. Сейчас они предполагают, что полимеры выполняют роль коагулянтов и стимулируют флокуляцию, из-за чего бактерии «слипаются» между собой в виде биопленок. Ученые считают, что можно также установить, какие полимеры будут играть роль коагулянтов для других микроорганизмов — пробиотиков, дрожжей и т. д.
Подписывайтесь на InScience.News в социальных сетях: ВКонтакте, Telegram, Одноклассники.
