Проекты

Исследование влияния кофеина на рост и развитие бактерий

Работа призёра открытой городской научно-практической конференции «Инженеры будущего» в секции «Прикладная химия, физическая химия» среди работ учащихся 10−11 классов

Направление работы: Микробиология
Авторы работы: ГБОУ Школа № 1507
Предметы: Биология
Классы: 10 класс
Мероприятия: Открытая городская научно-практическая конференция «Инженеры будущего» 2020 года

Актуальность

Кофеин обладает способностью конкурентно ингибировать (т. е. связываться с ферментом и блокировать его, не вызывая активацию данного фермента) фосфодиэстеразу (фермент, расщепляющий цАМФ (циклический аденозинмонофосфат) до аденозина). Так как фосфодиэстераза катализирует превращение цАМФ в аденозин, она обладает участком связывания цАМФ. У бактерий существует фермент CАP (вызывающий усиление экспрессии генов), называемый также активирующим белком генов катаболизма, также связывающийся с цАМФ. Поскольку и фосфодиэстераза, и CAP обладают участком связывания цАМФ, а кофеин конкурентно ингибирует фосфодиэстеразу, существуют основания предполагать, что он будет ингибировать и CАP, что в дальнейшем приведёт к угнетению роста бактерий.

Цель

Изучить влияние высоких доз кофеина на рост и развитие колоний бактерии Escherichia coli.

Задачи

1. Поиск информации о биохимических принципах работы кофеина и о его влиянии на активирующий белок генов катаболизма (CAP).

2. Планирование и проведение эксперимента, показывающего влияние кофеина на рост колоний E.Coli диско-диффузионным методом.

3. Анализ полученных в ходе эксперимента и сбора теоретической информации данных и получение выводов.

Оснащение и оборудование, использованное при создании работы

Оборудование

  • Ламинар
  • Термостат
  • Чашки Петри
  • Автоматические дозаторы
  • Анатомический пинцет
  • Аналитические весы
  • Фарфоровая ступа
  • Микропробирки типа Эппендорф

Реактивы

  • Этиловый спирт (C2H5OH)
  • Дистиллированная вода (H2O)
  • Физиологический раствор хлорида натрия (NaCl)
  • ГРМ-агар с микроорганизмами Escherichia coli

Описание

Автором был произведён посев микроорганизмов Escherichia coli на среды, содержащие разные концентрации кофеинсодержащих препаратов, и анализ полученных результатов, который подтвердил гипотезу о том, что кофеин угнетает рост и развитие данных микроорганизмов.

При исследовании был использован диско-диффузионный метод.

Результаты работы/выводы

В результате работы были изучены биохимические принципы работы кофеина и активирующего белка генов катаболизма; изучены последствия ингибирования активирующего белка генов катаболизма. Изучено влияние кофеина на рост колоний Escherichia coli. Предложены дальнейшие способы изучения влияния ингибиторов фосфодиэстеразы на рост и развитие бактерий.

Перспективы использования результатов работы

Работа может быть использована при оценке влияния потребления кофеинсодержащих продуктов на микрофлору кишечника человека.

Сотрудничество с вузом/учреждением при создании работы

РТУ МИРЭА