Спросить
Войти
ГАЛОФИЛ ВА ГАЛОТОЛЕРАНТ МИКРООРГАНИЗМЛАРНИ БИОТЕХНОЛОГИЯДА КУЛЛАШ ИСТЩБОЛЛАРИ
Кулонов Абдулазиз Ибрагимович Узбекистон Республикаси Фанлар академияси Микробиология институти
Мирзарахметова Дилбар Тухтамуратовна Ислом Каримов номидаги Тошкент давлат техника университети
Аннотация: Саноат биотехнологияси микроорганизмлар асосида экологик тоза махсулот ишлаб чикаришда янада кучли мукобил сифатида ракобатлашишга интилади. Бирок, бунда биологик жараёнларнинг харажатлари жиддий камчилик булиб, бу масалани хал килишда янгича ёндашувлар ишлаб чикилиши керак булади. Галофил микроорганизмлар бу муаммоларни бартараф килишда уларнинг огир мухит шароитларида хам уса олиши туфайли стерил булмаган ва узлуксиз биотехнологик жараёнларда куллаш имкониятларини беради. Купгина тадкикотлар асосида галофил микроорганизмлар ёрдамида турли хил махсулотлар, масалан, полигидроксиалканоатлар, эктоинлар, биосурфактантлар ва антиоксидантлар ишлаб чикарилган ва арзон биотехнологик жараёнларнинг асоси сифатида фаол галофилларни яратиш ишлари олиб борилган.
Калит сузлар: галофиллар, Archaea, осморегуляция, экзополисахаридлар, бактериородопсин, экстремозимлар, ß-каротиноидлар
BIOTECHNOLOGICAL APPLICATIONS, PERSPECTIVES OF HALOPHILIC AND HALOTOLERANT MICROORGANISMS
Kulonov Abdulaziz Ibragimovich Institute of Microbiology, Academy of Sciences of the Republic of Uzbekistan
Mirzarakhmetova Dilbar Tokhtamuratovna Tashkent State Technical University named after Islam Karimov
Abstract: Industrial biotechnology aims to compete as a stronger alternative ensuring environmental friendly microbialbased production that seeks to curb the predicament of pollution. However, the high cost of bioprocessing is a severe drawback, and therefore, new approaches must be developed to overcome this challenge. Halophiles have shown potentials of overcoming this challenge and are of much preference for unsterile and continuous contamination-free bioprocess due to
their unique ability to grow under harsh environmental conditions. Many researchers produced various products such as polyhydroxyalkanoates, ectoines, biosurfactants, and antioxidants using halophiles, and further efforts have been established to develop halophiles as the foundation for low-cost bioprocess.
Тузли мухитларда яшайдиган галофил ва галотолерант микроорганизмлардан биотехнологиянинг турли сохаларида кенг фойдаланиш мумкин. Масалан, бактериородопсин голография, фазовий ёруглик модуляторлар, оптик хисоблаш ва оптик хотира каби теник сохада фойдаланилади. Бирга эрувчан бирикмалар - тузли антагонистлар ёки стрессдан химоя килувчи агентлар биомолекулалар ва бутун хужайралар стабилизаторлари сифатида жуда фойдалидир. Биосурфактантлар ва экзополисахаридлар каби биополимерлар нефт унумдорлигини микробиологик жихатдан яхшилашда катта кизикиш уйготади. Бошка фойдали биологик моддалар янги изомеразалар ва гидролазалар каби ферментлар, улар тузлар концентрацияси юкори булган мухитда хам фаол ва тургундир. Галотолерант микроорганизмлар бижгитилган озик овкат махсулотлари ва озукавий кушимчалар ишлаб чикариш учун озик-овкат биотехнологиясида мухим рол уйнайди. Бир катор органик чикиндилар биодеградацияси ёки трансформацияси ва мукобил энергия ишлаб чикариш сохасида хам галофил микроорганизлар кулланилади.
Галофиллар - туз концентрацияси юкори булган мухитларда яшайдиган археалар, бактериялар ва эукариотларга мансуб турли филогенетик гурух микроорганизмлардир. Улар орасида тузсиз мухитларда хам усадиган микроорганизмлар галотолерант хисобланади. NaCl микдори 15% ёки ундан юкори булган мухитда усадиган микроорганизмлар экстремал галотолерант хисобланиб, уларни бир ном билан галофиллар деб аталади.
Галофил микроорганизмларнинг метаболизми хилма-хил булиб, мухитнинг холати, айникса, тузлар таркибига боглик. Хлоридлар галофил микроорганизмлар хаётида катта ахамият касб этади [1]. Хлор ионлари Halobacillus halophilus моддалар алмашинувининг турли боскичларидаги куплаб мунтазам механизмларда иштирок этишини тажрибалар курсатган [2]. Archaea, Halobacteriaceae оиласи, Haloanaerobiales анаэроб бактериялари вакиллари ва Salinebacter rubber хужайраларнинг осмотик адаптацияси учун мухитдаги анорганик тузлардан фойдаланади. Хлоридлар ферментларнинг фаоллаштириш жараёнига тасири тадкикотларда урганилган [1].
Хужайрада осмотик мувозанатни саклашнинг икки асосий йули маълум. Галофил Archaea гипершурланган мухитда тузларнинг юкори концентрациясини таьминлаш оркали цитоплазмада осмотик мувозанатни сакдайди. Осморегуляция механизми тузлар мавжудлигида ишлайдиган хужайра ичидаги ферментларнинг махсус мослашувини хам уз ичига олади. Археабактериялардан фаркли уларок, галофил ёки галотолерант эубактериялар цитоплазмасида хужайра ичидаги тузлар концентрацияси паст булиб, ташки мухит билан осмотик мувозанатни саклайди ва хужайрада глицерин, глицин, бетаин, эктоин (1,4,5,6-тетрагидро-2-метил-4-пиримидинкарбон кислота), гликозилглицерин, сахароза, трегалоза, 2-сульфотрегалоза каби органик бирикмалари юкори концентрацияси таъминланади. Ушбу органик бирикмаларнинг метаболизми галофил микроорганизмларнинг энергия функциялари билан бевосита богликдир [3]. Хужайрада органик осморегуляторлар мавжуд булганда ва юкори концентрацияли тузлар булмаганда хужайра ичидаги ферментлар уларга нисбатан каршилик курсатмайди.
Биотехнологияда галофил микроорганизмларни куллашнинг асосий афзаллиги мухитда бегона микрофлора булганда хам уларни устириш имкониятидир. Шубхасиз, бундай жараён уларни устириш харажатлари сезиларли даражада камайтириди. Шуни таъкидлаш керакки, биореакторлар зангламайдиган пулатдан ясалганига карамай тузларнинг юкори концентрацияси туфайли занглаши мумкин. Буни олдини олиш учун биореакторнинг тузли мухит билан контактда буладиган барча кисмларини коррозияга чидамли полимер материаллар билан коплаш тавсия этилади.
Куплаб биотехнологик технологиялар огир саноат шароитларида бардош бера оладиган ферментлардан кенг фойдаланилади. Бундай холатда экстремал галофил микроорганизмларнинг ферментлари - экстремозимларни (extremozymes) куллаш истикболли хисобланади, чунки бу ферментлар экстремал шароитларда баркарор ва фаолдир [4]. Экстремофилларнинг хар бир гурухи узига хос хусусиятларга эга ва уларнинг ферментлари махсус экстремал шароитларга мослашган, бу эса уларни куллаш учун кенг имкониятларни очиб беради [5].
Гликозилгидролазалар углевод алмашинувига асосланган ферментларнинг катта гурухидир ва улар каторига, амилаза, пуллуланаза, декстраназа, гиалуронидаза, ксилозидаза ва целлюлазалар киради [6].
Галофил ва галотолерант микроорганизмларнинг мухитда тузлар мавжуд булганда углеводородларни оксидлаш кобилиятидан фойдаланиб нефт махсулотлари билан ифлосланган тупроклар ва сувларни биологик тозалашда куллаш мумкин. Денгизларда тукилган нефт махсулотларининг муваффакиятли
биоремедиацияси турли географик нукталарда кузатилган, хусусан Арктика ва Антарктида атрофидаги денгиз сувларида [7, 8].
Галофил бактерияларнинг экзополисахаридлари саноатда катта кизикиш уйготади. Sutherland биринчи марта «экзополисахарид» атамасини денгиз бактерияларидан ажратиб олган юкори молекуляр углевод полимерларини тавсифлаш учун куллаган [9]. Галофил ва галотолерант микроорганизмлар орасида айникса археалар ва денгиз бактериялари вакиллари экзополисахаридлар синтез килиш фаоллиги билан ажралиб туради [10-12]. Галофил микроорганизмлар галобактериялардан бактериородопсин олинади, Dunaliella сувутларидан эса саноат микёсида у#-каротиноидлар ишлаб чикарилади.
Тузли мухитдаги фосфатларни тозалаш учун кимёвий усулларга нисбатан арзонрок мукобил сифатида галофиллардан фойдаланиш мумкин. Кишлок хужалик экин майдонлари куп сугорилиши тупрокни 30% дан 50% гача шурланишига олиб келади. Шунинг учун, бу сохада галофил микроорганизмлардан кенг фойдаланиш тобора мухим ахамият касб этиб бормокда.
Фойдаланилган адабиётлар
