1 / 17

Наша точка зрения – необходимо использовать оптимальный стресс !

Контролируемый окислительный стресс – новый путь совершенствования процессов биосинтеза и биологической очистки. Господствующее мнение – необходимо бороться со стрессом, используя антиоксиданты , поскольку стресс всегда оказывает отрицательное влияние.

joel-garner
Download Presentation

Наша точка зрения – необходимо использовать оптимальный стресс !

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript


  1. Контролируемый окислительный стресс – новый путь совершенствования процессов биосинтеза и биологической очистки

  2. Господствующее мнение – необходимо бороться со стрессом, используя антиоксиданты, поскольку стресс всегда оказывает отрицательное влияние Нашаточка зрения – необходимо использовать оптимальный стресс! Показано, что в некоторых случаях оптимальные дозы стрессоров могут улучшить выходные характеристики микробного синтеза и деструкции Важно • Предадаптация микробных популяций к стрессорам • Малые дозы стресс-факторов • Зависимость положительных эффектов от плотности популяции, оптимального физиологического состояния, дозы стрессоров • Одновременное использование стресс- и антистресс-факторов Контролируемый окислительный стресс – комбинирование оптимальных доз АФК и антистресс-факторов, учет роли АФК в изменении и ухудшении показателей биосинтеза АФК – H2O2, антистрессоры – видимый свет: удобны с технологической и экологической точек зрения

  3. Абиотические источникиН2О2 в водных природных средах Биота Сопутствующие процессы окисления DН2 Н2O2 Процессы нерадикальной деструкции Ионы с переменной валентностью ОН Радикальные процессы самоочищения Важная роль АФК (H2O2и др.) в процессах самоочищения в окружающей среде Цикл самоочищения в природных водных средах с участием H2O2 (поГ.A. Богдановский, 1994)

  4. Видимый свет Солнца Изобилие микрофлоры и мезофауны Солнечный ультрафиолет O2, аэрация Поверхность воды, поверхностная пленка субстраты Активные формы кислорода: H2O2, O3, и др. Силы поверхностного натяжения Воспроизведение условий окружающей среды в тонком поверхностном слое воды или на освещаемых Солнцем поверхностях твердых тел, биопленок

  5. 2 1 3 Рост дрожжейCandida tropicalisпри облучении ультрафиолетом и видимым светом. 1 – контроль без УФ-облучения, 2 – с облучением ультрафиолетом и освещением светом, 3 – с облучением ультрафиолетом в темноте.

  6. D) 1000 800 C) B) /л*ч 600 2 мл CO 400 A) 200 0 0 20 40 60 80 100 Время, ч Влияние комбинированного действия H2O2ивидимого света на активность дрожжей S. cerevisiaeпри этанольной ферментации A) Предадаптиованная к H2O2культура, ферментация в темноте; B) контрольная культура, ферментация без H2O2и при освещении светом; C) предадаптированная к H2O2культура, ферментация с освещением светом; D) предадаптированная к H2O2культура, ферментация с освещением светом, более поздний пассаж

  7. Рост дрожжейCandida tropicalisв режиме культивирования с подпиткой и добавлением H2O2

  8. Biomass Bacteriorhodopsin 45 1,8 40 1,6 35 1,4 30 1,2 ВП 25 1 Бактериородопсин, г/л Биомасса, г/л ВП 20 0,8 ВП 15 0,6 ЗА ВП Д Д 10 0,4 5 0,2 0 0 0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 Время, ч Культивирование Halobacterium salinarumв режиме с подпиткой субстратом в условиях контролируемого стресса Д – добавление свежей порции среды в биореактор, ВП – добавление органического субстрата (пептон, дрожжевой экстракт)

  9. H2O2, малыми до-замипериодически Полная минерализация до H2O, CO2, минеральные соли Nin, Pin h h Биоценозы, предадаптированные к H2O2 Биологическая замкнутая система очистки Высококонцентрированные стоки, добавление по мере окисления H2O2, малыми до-замипериодически Тканевый фильтр Сточная вода Вторич-ный отс-тойник Аэротенк Очищенная сточная вода Полный рецикл активного ила

  10. Cphenol added optical density Cphenol residual Биодеструкция фенола в режиме окисления с подпиткойи добавленииH2O2

  11. Биодеструкция фенола в проточном режиме при добавлении H2O2

  12. Сравнение очистки модельного стока пивоварения и реального стока солодовни при одновременном действии H2O2и видимого света

  13. Показатели очистки модельного стока при одновременном действии H2O2и видимого света в режиме очистки с полным рециклом активного ила • ХПКвх. –700-2000 мг/л • ХПКвых. – не детектируется– 40 мг/л • время пребывания воды в системе – 1-3 сут. • дозы H2O2 – не более чем 5-10 мг/л.сут; • интенсивность освещения– 1-10 мВт/л

  14. Основные положенияконцепции “Контролируемого окислительного стресса” • учет влияния АФК, УФ-излучения солнца, видимого света, их одновременного действия; • - воспроизведение природных условий на открытых поверхностях воды и твердых тел; • - Новые технологические решения, в частности: • - замкнутые системы очистки воды; • - гибридные системы биодеструкции и биоочистки; • - совершенствование высокоплотностного культивирования; • - поддержание высокой активности культур в системах с • иммобилизованными микроорганизмами; • - совершенствование биосинтеза и биоочистки в мембранном • реакторе(искусственная пероксисома); • - получение биопрепаратов с высокой биологической • активностью; • - Принятие во внимание роли АФК, УФ-излучения солнца, видимого света в процессах самоочищения и регуляции активности микробных ценозов, отслеживание этих влияний в системе мониторинга состояния природных водоемов.

  15. Система мониторинга Гетеротроф-ные микро-организмы Фототрофные микроорганизмы (микроводоросли, цианобактерии) Концентрация загрязнений (ХПК, N, P, ВВ, и др.) H2O2 в воде hν, видимый свет, УФА + УФБ Маркеры стресс-ответа(SOS-гены и др.) Скорость адаптации к окислительному стрессу Вариант системы мониторинга для оценки состояния природных водоемов, процессов самоочищения и биологической очистки сточных вод

  16. Патенты РФ № 2188164 (of 27.08.02) (очистка сточных вод) № 2209186 (of 26.12.2003) (очистка сточных вод) №2268924 (of 23.11.2004) (спиртовая ферментация дрожжей) №2323226 (of 30.05.2006)(культивирования галобактерий) №2323251 (of 30.05.2006) (культивирование галобактерий) Заявка на патентование№2007143891 от 28.11.2007 (получение биоэтанола) Участники: сотрудники и аспиранты кафедры биотехнологии: Калёнов С.В., Сафронов В.В., Вакар Л.Л.; студенты-дипломники При содействии сотрудников ГосНИИгенетика (Складнев Д.А., Миронов А.С.); ФГУП НПО «Астрофизика» (Серегин А.М., Солдатов В.И.)

  17. Спасибо за внимание! Контакты: ae-kuz@yandex.ru aekuz@muctr.ru

More Related