Микроводоросли Bracteacoccus minor станут перспективным источником антиоксидантов
Ученые показали, что два штамма микроводоросли Bracteacoccus minor потенциально могут стать источником антиоксидантов для пищевой и фармацевтической промышленности. Один из них преимущественно накапливает витамин Е, каротиноиды, омега-6 жирные кислоты, а другой — витамин А и омега-3 жирные кислоты. Таким образом, исследованные микроорганизмы могут стать ресурсом для массового производства антиоксидантных соединений. Результаты исследования, поддержанного грантом Российского научного фонда (РНФ), опубликованы в International Journal of Molecular Science.
Микроводоросли накапливают различные биологически активные соединения, что делает их привлекательным сырьем для пищевой и косметической промышленности, сельского хозяйства и медицины. В частности, некоторые штаммы синтезируют соединения с антиоксидантными свойствами. Эти вещества снижают концентрацию активных форм кислорода, которые накапливаются в клетках при неблагоприятных условиях — например при действии ультрафиолетового излучения и при накоплении тяжелых металлов, —разрушают клеточные структуры и могут привести к гибели микроорганизмов. Сравнение антиоксидантных систем, работающих в клетках у разных штаммов микроводорослей, позволит выявить из них наиболее устойчивые к неблагоприятным условиям и использовать их в качестве источников антиоксидантов. Поэтому исследователи продолжают поиск новых высокопродуктивных штаммов в их естественной среде обитания.
Ученые из Мелитопольского государственного университета (Мелитополь) и Института физиологии растений имени К.А. Тимирязева (Москва) установили, какие антиоксидантные соединения синтезируют два штамма микроводоросли Bracteacoccus minor. Этот вид обитает в разных условиях по всей планете, включая леса, пустыни, высокогорные регионы и заснеженные районы. Он сталкивается с различными неблагоприятными факторами, а следовательно, в его клетках могут работать эффективные антиоксидантные системы. Поэтому авторы выбрали Bracteacoccus minor как потенциальный источник защитных соединений. Ученые собрали образцы этой водоросли в почве соснового леса Воронежской области (штамм MZ-Ch39) и в почве лиственных посадок в Мелитополе (штамм MZ-Ch31). Биологи выращивали клетки в течение трех недель, а затем анализировали их биохимический состав.
Авторы оценили, сколько соединений с антиоксидантными свойствами накапливалось в клетках двух штаммов. Среди таких веществ оказались каротиноиды, витамины А и Е. Также биомасса штаммов была богата на омега-6 и омега-3 жирные кислоты. Такие оценки проводят, определяя количество вторичных продуктов распада липидов в клетках и активность антиоксидантных ферментов. Чем больше активных форм кислорода накапливается в клетках, тем активнее разрушаются липиды клеточных мембран и быстрее накапливаются вторичные продукты их распада.
Кроме этого, ученые оценили эффективность антиоксидантных систем исследованных штаммов.
«Современное общество все острее ощущает проблему дефицита биологически активных соединений природного происхождения, которые будут основой продуктов питания, кормов, фармакологических и косметических препаратов нового поколения. Источником таких соединений, как свидетельствуют многочисленные исследования, могут быть микроводоросли. Поэтому интерес к их изучению неуклонно растет. Исследованные зеленые микроводоросли показали высокий биотехнологический потенциал. Они могут служить ценным ресурсом для получения витамина Е и А, а также антиоксидантных ферментов. В дальнейшем мы планируем расширить наши исследования, изучить способность других видов микроводорослей производить антиоксидантные соединения, особенно видов, которые живут в экстремальных местообитаниях и, очевидно, обладают высокоэффективными системами защиты клеток от неблагоприятных воздействий», — рассказывает руководитель проекта, поддержанного грантом РНФ, Ирина Мальцева, доктор биологических наук, профессор, декан факультета естественных наук Мелитопольского государственного университета.
Источник: Пресс-служба РНФ