Синтез поверхностно-активных веществ во время культивирования Rhodococcus еrythropolis ЭК-1 на этаноле в присутствии фумарата и цитрата
Предыдущие исследования показали, что внесение 0,1% цитрата (регулятора синтеза липидов) и 0,2% фумарата (предшественника глюконеогенеза) в среду с этанолом в начале стационарной фазы роста Rhodococcus erythropolis ЭК-1 сопровождалось повышением на 40-100% показателей синтеза поверхностно активных веществ (ПАВ). С целью установления механизмов, обусловливает увеличение синтеза ПАВ в присутствии предшественников, анализировали активность ферментов, обеспечивающих привлечение фумарата и цитрата к метаболизму при выращивании продуцентана этаноле, а также ферментов некоторых биосинтетических путей.
Установлено, что за внесение предшественников наблюдалось снижение в 1,7 раза изоцитратдегидрогеназнои и повышение в 2 раза изоцитратлиазнои активности по сравнению с показателями культивирования бактерий при отсутствии фумарата и цитрату. При добавлении фумарата и цитратуспостеригалы повышения у2-3 раза активности фумаратгидратазы и малатдегидрогеназы. В процессе роста бактерий на этаноле в присутствии предшественников биосинтеза ПАВ активность ключевого фермента глюконеогенеза фосфоэнолпируват-синтетазы повышалась в 2,5-3,6 раза (до 2000 нмоль · мин-1 мг-1 белка) по сравнению с выращиванием Rhodococcus еrythropolisЕК-1 в среде без фумарата и цитрата. Таким образом, наличие фумарата и цитрата средах с этанолом активирует функционирование глюконеогенетичнои ветви обмена в Rhodococcus еrythropolisЕК-1. При наличии предшественников биосинтеза ПАВ наблюдали также повышение в 2 раза активности трегалозофосфатсинтетазы — фермента, участвующего в синтезе трегалозомиколатив (гликолипидов с поверхностно-активными свойствами) у бактерий. Приведенные данные свидетельствуют о том, что внесение фумарата и цитрата в среду с этанолом сопровождается изменением направленности метаболических процессов у Rhodococcus Еrythropolis ЕК-1 в сторону биосинтеза.
Следует отметить, что известные литературные данные показывают возможность интенсификации синтеза ПАВ в присутствии цитрата, однако установленные нами закономерности отличаются от описанных в литературе. Так, согласно литературным данным, цитрат вносили в концентрации 0,5-1,0% в начале процесса культивирования продуцентов ПАВ. При такой концентрации цитрат можно рассматривать как дополнительный ростовой субстрат, а не регулятор синтеза липидов. В литературе также отсутствуют данные о пидвищеннясинтезу ПАВ за одновременного присутствия в среде культивирования как цитрата (регулятора синтеза липидов), так и С4-дикарбоновых кислот (предшественников глюконеогенеза). Кроме того, в настоящее время остаются практически неисследованными механизмы, обеспечивающие интенсификацию образования ПАВ в ответ на присутствие в среде предшественников их синтеза.
Наши эксперименты показали, щоинтенсификация синтеза ПАВ штаммом Rhodococcus Еrythropolis ЕК-1 при условии внесения цитрата (0,1%) и фумарата (0,2%) в начале стационарной фазы роста продуцента обусловлена активацией глюконеогенеза и усилением синтеза липидов, о чем свидетельствовало существенное повышение активности изоцитратлиазы, фосфоенолпируватсинтетазы и трегалозофосфатсинтетазы, а также снижение активности изоцитратдегидрогеназа сравнению с культивированием бактерий на среде без предшественников биосинтеза.
Источник: Пирог Т.П., Шевчук Т.А., Клименко Ю.О. Синтез поверхнево-активних речовин під час культивування Rhodococcus еrythropolis ЕК-1 на етанолі за присутності фумарату і цитрату / Биотехнология сборник