Введение к работе
Актуальность проблемы. Одним из экологически значимых факторов, принимающих участие в формировании гидробиоценозов является лизоцим (Багнюк, Закордонец, 1983). Исследованиями последних лет показано, что среди различных групп гидробионтов: бактерий, микроводорослей, зоопланктеров широко распространена лизоцимная активность и встречаемость лизоцимного фактора характеризуется высокой частотой (Соловых, 1995; Алехина, 1996; Немцева, 1998).
Однако представители бентоса - пресноводные двустворчатые моллюски, несмотря на их особую функциональную роль в водоеме, связанную с фильтрационно-окислительной способностью (Догель, 1981; Скопцова, 1984), в этом отношении не исследовались.
В литературе имеются немногочисленные данные о продукции ли-зоцима моллюсками (Ломакин, 1990; Carballal et ah, 1997), отмечено присутствие этого фермента в гемолимфе устриц (Трипп, 1966). В то же время распространенность данного антибактериального фактора среди различных систематических групп пресноводных двустворчатых моллюсков не изучалась. В доступной литературе отсутствуют так же и какие-либо сведения о физико-химических свойствах и антибактериальной активности лизоцима моллюсков.
Нами предпринята попытка установить присутствие лизоцима у представителей двустворчатых моллюсков среднего течения реки Урала, получить очищенный препарат лизоцима моллюсков, оценить его физико-химические свойства и антибактериальную активность.
Цель настоящей работы - обнаружение, характеристика и оценка биологической роли лизоцимного фактора у пресноводного двустворчатого моллюска Unio pictorum.
Основные задачи исследования
-
Определение доминирующих видов пресноводных двустворчатых моллюсков среднего течения реки Урала и изучение их взаимодействия с сапрофитной микрофлорой водоема.
-
Исследование литической активности двустворчатых моллюсков в отношении тест-культуры Micrococcus lysodeikticus, отбор наиболее активных по данному признаку представителей малакофауны.
-
Выделение, очистка и характеристика физико-химических свойств лизоцима пресноводного двустворчатого моллюска U. pictorum.
-
Определение антибактериальной активности лизоцима двустворчатого моллюска U. pictorum в отношении индикаторной культуры. М. lysodeikticus, а также условно-патогенной культуры Staphilococcus epidermidis и Escherichia coli.
5. Оценка влияния лизоцима пресноводного двустворчатого моллюска U. pictorum на микрофлору микрокосма и его роли в процессах очищения водоема от условно-патогенных микроорганизмов.
Научная новизна
Впервые обнаружена лизоцимная активность у пресноводных двустворчатых моллюсков семейства Unionidae (Перловицы/
Впервые получен препарат лизоцима пресноводного двустворчатого моллюска U. pictorum и исследованы его некоторые физико-химические свойства.
Изучен спектр антимикробной активности полученного препарата лизоцима моллюсков. Установлено, что лизоцим пресноводного двустворчатого моллюска U. pictorum проявляет антимикробную активность как в отношении грамотрицательных, так и грамположительных бактерий.
В условиях микрокосма выявлена высокая антибактериальная активность лизоцима пресноводного двустворчатого моллюска U. pictorum в отношении водных сапрофитов, показано его косвенное участие в процессах очищения водоемов от условно-патогенных микроорганизмов.
Теоретическое и практическое значение
Полученные данные расширяют представления о распространенности лизоцима в природе и роли данного фактора в питании и защите пресноводных двустворчатых моллюсков от микрофлоры, а также в процессах очищения водоемов от условно-патогенных микроорганизмов и формировании водных бактериоценозов.
Положения, выносимые на защиту
-
Пресноводный двустворчатый моллюск U. pictorum продуцирует антибактериальный фактор лизоцимной природы.
-
Лизоцим пресноводного двустворчатого моллюска U. pictorum является новым представителем семейства лизоцимов, проявляющим высокую антимикробную активность в отношении грамотрицательных и грамположительных бактерий.
-
Обладая выраженной лизоцимной активностью, пресноводные двустворчатые моллюски участвуют в процессах очищения водоемов от условно-патогенных микроорганизмов и формирования водных бактериоценозов.
Апробация работы. Материалы диссертации были доложены и обсуждены на конференции молодых ученых и студентов "Охрана природы и здоровья человека" (Оренбург, 1997); XV научно-практической конференции "Молодые ученые - здравоохранению" (Оренбург, 1998); Региональной научно-практической конференции "Проблемы экологии Ураль-
ского региона" (Оренбург, 1998); Региональной конференции "Молодых ученых и специалистов Оренбуржья" (Оренбург, 1999); Конференции "Современные проблемы экологии, микробиологии и иммунологии" (Пермь, 1999); Конференции биохимиков Урала, Поволжья и Западной Сибири "Актуальные проблемы теоретической и прикладной биохимии" (Челябинск, 1999).
Внедрение результатов исследования в практику. Полученные сведения об антибактериальном факторе моллюсков как о новом представителе семейства лизоцимов включены в учебный материал для преподавания курса биологической химии и микробиологии на соответствующих кафедрах Оренбургской государственной медицинской академии.
Работа является фрагментом комплексной темы кафедры биологии по плану НИР Оренбургской государственной медицинской академии (государственный регистрационный номер темы N 01960 013235)
Публикации. По теме диссертации опубликовано 11 печатных работ.
Объем и структура диссертационной работы. Диссертация изложена на 110 страницах машинописного текста, иллюстрирована 15 таблицами и 24 рисунками; состоит из введения, обзора литературы, пяти глав экспериментальной части, заключения и выводов. Список литературы включает 149 наименований работ отечественных (94) и зарубежных (55) авторов.