Культура люминесцентных бактерий P. leiognathi

Исследования биолюминесценции Мирового океана показали, что люминесцентные бактерии являются самыми многочисленными одноклеточными обитателями морских вод. Биолюминесценция - это одна из форм хемилюминесцентной реакции, финальным продуктом которой является видимый свет [135].

P. leiognathi - это грамотрицательная бактерия, по форме клетки относимая к coccobacillus. P. leiognathi могут содержать 1-3 полярных жгутика, но некоторые клетки, находящиеся в симбиозе с рыбой оказывались неподвижными. Индивидуальные клетки не содержат пигментацию и выглядят белыми или бесцветными. Однако когда бактерии образуют колонии, они проявляют люминесцентные свойства, испуская голубовато-зеленый свет (~490 нм) [134]. Люминесценция имеет место только тогда, когда бактерия находится в колонии, поскольку для активизации гена lux, кодирующего люциферазу, необходима высокая концентрация аутоиндуктора [186]. Считается, что P. leiognathi, как и многие другие фотобактерии, использует механизм реакций кворум-сенсинга для определения необходимой концентрации автоиндуцированного фермента и инициации производства люциферазы [123].

люцифераза

FMNH₂ + O₂ + RCHO --------- > RCOOH + FMN + H₂O + hv (2.1)

Люцифераза (флавинмонооксигеназа) бактерий катализирует реакцию окисления длинноцепочечных алимфатических альдегидов (RCHO) до соответствующих жирных кислот (RCOOH) с испусканием кванта света [252].

P. leiognathi - факультативный анаэроб, то есть бактерия может выполнять ферментацию в отсутствии кислорода и дыхательную метаболическую функцию при наличии кислорода. Как и другие фотобактерии, P. leiognathi предпочитает кислородную среду, так как кислород играет ключевую роль в люминесценции [123, 163].

Светящиеся бактерии используются во всем мире для быстрой оценки токсичности водных сред, таких как сточные воды предприятий, питьевая и морская вода и т.п. Это связано с тем, что биолюминесценция является интегральным показателем метаболизма бактериальной клетки. Большое количество физических, химических и биологических факторов, влияющих на рост и дыхание клетки, синтез белков и липидов, функционирование клеточной мембраны и генов семейства lux влияют на бактериальную биолюминесценцию и могут быть измерены посредством её регистрации [268].

В экспериментах использовались бактерии P. leiognathi Sh1 из коллекции Крымского государственного медицинского университета, выделенные из

Азовского моря. До высевания на питательную среду музейная культура хранилась на полужидком агаре под вазелиновым маслом.

2.2.