Production of storage polysaccharide paramylon in microalga Euglena gracilis Klebs (Euglena, Euglenophyceae)

Abstract

Одноклеточная жгутиковая микроводоросль Euglena gracilis в зависимости от условий культивирования накапливает большое количество запасного полисахарида парамилона (β-1,3-глюкана). В статье описаны структура и синтез парамилона, а также особенности его накопления клетками E. gracilis, что позволяет рассматривать микроводоросль в качестве перспективного продуцента данного полисахарида. Проведено сравнение различных условий культивирования E. gracilis, включая наличие освещения, типы органического субстрата, доступ кислорода, которые могут влиять на степень аккумуляции полисахарида в клетках. На основе литературных данных было сделано заключение, что благоприятными условиями для стимуляции синтеза парамилона в клетках E. gracilis являются периодическое освещение культуры или его отсутствие, наличие органического источника углерода в среде, наиболее эффективными для синтеза парамилона оказались глюкоза и фруктоза. При отсутствии кислорода в питательной среде метаболизм клеток E. gracilis перестраивается с синтеза парамилона на синтез восков, что не способствует накоплению полисахарида. При сравнении динамики накопления парамилона культурами E. gracilis в процессе авто-и миксотрофного культивирования отмечено, что концентрация полисахарида в клетке максимально увеличивается в первые несколько суток культивирования в присутствии экзогенных субстратов. Внесение органического источника азота дополнительно стимулирует накопление парамилона в лаг-фазе роста миксотрофной культуры. При автотрофном культивировании содержание парамилона практически не изменяется в процессе выращивания. Проанализировано использование побочных продуктов пищевого производства в качестве источника питательных веществ для выращивания микроводоросли и накопления парамилона в её клетках. Показано, что кукурузный и картофельный экстракты являются наиболее ценной питательной средой для культуры E. gracilis. Обсуждается перспектива применения парамилона в фармакологии и ветеринарии как стимулятора и модулятора иммунной системы.