Wpływ wybranych warunków środowiskowych na biosyntezę egzopolimerycznych składników biofilmu przez bakterie Bacillus cereus

• Autorzy: Sobolczyk J. , Rodziewicz A. , Baranowska K.

Warianty tytułu

EN

Influence of selected environmental conditions on biosynthesis of exopolymeric matrix by Bacillus cereus strains

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W pracy badano tworzenie egzopolimerycznych składników biofilmu (EPS) przez trzy szczepy bakterii z gatunku Bacillus cereus. Egzopolimery wydzielane przez po­szczególne szczepy różniły się jakościowo i ilościowo. Wzajemne proporcje polisachary­dów i białek EPS zależały w najwyższym stopniu od dostępności źródła węgla w środo­wisku oraz od obecności dodatkowych powierzchni przylegania bakterii. Biologiczne po­wierzchnie w postaci piór drobiowych stymulowały produkcję polisacharydów przez bakte­rie, natomiast abiotyczne w postaci płytek szklanych indukowały zwiększone wydzielanie białek. W białkowej części biofilmu elektroforetycznie wykazano obecność dodatkowych frakcji białkowych, nieobecnych w warunkach kontrolnych. Tworzenie egzopolimerycznej macierzy przez bakterie uwarunkowane jest genetycznie, ale również w wysokim stopniu zależało od dostępności składników odżywczych, a także od czasu trwania hodowli.

EN

In this research we investigated releasing of biofilm exopolymeric substance by three strains of Bacillus cereus species. We observed the difference in quality and quantity of produced exopolymers. The proportion between polysaccharides and proteins in EPS depended on the availability of carbon source in the culture environment and the presence of additional adhesion surface. Biological surfaces like poultry feathers stimulated releas­ing of polysaccharides by tested bacteria, however abiotic surfaces like glass plates induced protein's releasing. In the proteins of biofilm by SDS polyacrylamide gel electrophoresis revealed the presence of additional fraction of proteins absent in control conditions. Pro­duction of exopolymeric matrix by bacteria is regulated by genetic mechanisms but it also highly depends on nutrient level and cultivating time.

Słowa kluczowe

PL

Bacillus cereus; bialko EPS; biofilmy; biosynteza; egzopolisacharydy; szczepy bakteryjne; warunki srodowiska; frakcje bialkowe

EN

Bacillus cereus; bacterial strain; biofilm; biosynthesis; environment condition; EPS protein; exopolysaccharide; protein fraction

• Wydawca: -
• Czasopismo: Acta Scientiarum Polonorum. Biotechnologia
• Rocznik: 2009
• Tom: 08
• Numer: 1
• Opis fizyczny: s.15-26,rys.,tab.,fot.,bibliogr.

Twórcy

autor

Sobolczyk J.

• Uniwersytet Przyrodniczy we Wrocławiu, ul.C.K.Norwida 25, 50-375 Wrocław

autor

Rodziewicz A.

autor

Baranowska K.

Bibliografia

• Ahimou F., Jacques P., Deleu M., 2000. Surfactin and iturin A effects on Bacillus subtilis surface hydrophobicity. Enzym. Microb. Technol., 27, 749-754.
• Baranowska K., Rodziewicz A., 2008. Molekularne interakcje w biofilmach bakteryjnych. Kos­mos. Problemy Nauk Biologicznych, 57, 1 278-279.
• Bitter T., Muir H.M., 1962. A modified uronic acid carbazole reaction. Anal. Biochem., 4, 330­334.
• Borchardt S.A, Allain, E.J., Michels J.J., Stearns G.W., Kelly R.F., 2001. Reaction of Acylated Homoserine Lactone Bacterial Signaling Molecules with Oxidized Halogen Antimicrobials. Appl. Environ. Microbiol., 67, 3174-3179.
• Chandra J., Kuhn D., Muckherjee P., Hoyer L., McCornick T., 2001. Biofilm Formation by the Fungal Pathogen Candida albicans: Development, Architecture, and Drug Resistance. J. of Bacteriology, 183(18), 5385-5394.
• Czaczyk K., Wojciechowska K., 2003. Tworzenie biofilmów bakteryjnych, istota zjawiska i mecha­nizmy oddziaływań. Biotechnologia, 3(62), 180-192.
• Czaczyk K., 2005. Wybrane czynniki środowiskowe warunkujące właściwości powierzchniowe bakterii z rodzaju Bacillus cereus i ich rola w procesie adhezji. Rozpr. Nauk., Rocz. AR Pozn., z. 367.
• Dong Y.-H., Gusti A.R., Zhang Q., Xu J-L., Zhang L-H., 2002. Identyfication of Quorum - Quen­ching N-Acyl Homoserine Lactonases from Bacillus Species. Appl. Environ. Microbiol., 68, 1754-1759.
• Dorocka-Bobkowska B., Konopka K., 2003. Powstawanie biofilmu Candida i jego znaczenie w patogenezie zakażeń przewlekłych. Dent. and Med. Probl., 40 (2) 405-410.
• Dubois M., Giles K.A., Hamilton J.K., 1956. Colorimetric method for determination of sugars and
• related substances. Anal. Chem., 28, 350-356. Fletcher M., Decho A.W., 2001. Biofilms. Encyklopedia of Life Sciences, www.els.net.
• Holden M., Williams P., 2001. Quorum Sensing. Encyclopedia of Life Sciences, www.els.net.
• Ichida J., Krizova L., LeFevre A., Kenner H., Elwell D., Burtt E., 2001. Bacterial inoculum enhances keratin degradation and biofilm formation in poultry compost. J. of Microbiol. Methods, 47, 199-208.
• Kłyszejko-Stefanowicz L., 2005. Ćwiczenia z biochemii. Wyd. Nauk. PWN, Warszawa, 191-198, 250.
• Kunicki-Goldfinger W., 2005. Życie bakterii. Wyd. Nauk. PWN, Warszawa, 76-83. Laemmli U.K., 1970. Cleavage of structural proteins during the assembly of the head of bacterio­phage T4. Nature, 227, 680-685.
• Lowry O.H., Rosenbrough N.J., Farr A.L., Randall R.J., 1951. Protein measurement with the folin phenol reagent. J. Biol. Chem., 193, 265-275.
• March J.C., Bentley W.E., 2004. Quorum sensing and bacterial cross-talk in biotechnology. Curent Opinion in Biotechnology, 15, 495-502.
• Morrikawa M., 2005. Beneficial Biofilm Formation by Industrial Bacteria Bacillus subtilis and Related Species. J. of Bioscience and Bioengineering, vol. 101 (1), 1-8.
• Oosthuizen M., Steyn B., Theron J., Cosette P., Lindsay D., Holy A., Volker S. Brozel, 2002. Proteomic Analysis Reveals Differential Protein Expression by Bacillus cereus during Biofilm For­mation. Appl. Environ. Microbiol., 68 (6), 2770-2780.
• Parkar S.G., Flint S.H., 2001. Factors influencing attachment of thermophilic bacilli to stainless steel. J. of Appl. Mikrobiol., 90, 901-908.
• Perry D.K., Hannum Y.A., 1998. The role of ceramide in cell signaling. Biochim. Biophys. Acta, 1436, 233-243.
• Poulsen L.V., 1999. Microbial Biofilm in Food Processing. Lebensm.-Wiss. u.- Technol., 32, 321­326.
• Ratto M., Murstrata A., Sikka-aho M., 2001. Strains degrading polysaccharides produced by bacte­ria from paper machines. Appl. Microbiol. Biotechnol., 57, 182-185.
• Rodziewicz A., Sobczyk J., Baranowska K., Łaba W., 2006. Właściwości keratynolityczne oraz tworzenie biofilmu przez bakterie Bacillus subtilis. Acta Sci. Pol., Biotechnologia, 5(1-2), 61-73.
• Sauer K., Champer A.K., Ehrlich G., Costerten W., Davies D., 2002. Pseudomonas aeuroginosa Displays Multiple Phenotypes during Development as Biofilm. J. of Bacteriology, 1140-1154.
• Watnick P., Kolter R., 2000. Biofilm, City of Microbes. J. of Bacteriology, 182(10), 2675-2679.
• Yuehuei H., Friedman R.J., 1997. Laboratory methods for studies of bacterial adhesion. J. of Mi­crobiol. Methods, 30 (2), 141-152.