Удосконалення біотехнології мікробного екзополісахариду етаполану на етанолі

Визначено особливості енергетичного й конструктивного метаболізму С2-субстратів у Acinetobacter sp. В-7005 — продуцента екзополісахариду етаполану, виявлено сайти метаболічного лімітування і розроблено підходи до їх усунення. Показано, що «вузьким» місцем метаболізму етанолу в Acinetobacter sp. В...

Повний опис

Збережено в:

Бібліографічні деталі
Дата:	2008
Автори:	Пирог, Т.П., Корж, Ю.В.
Формат:	Стаття
Мова:	Українська
Опубліковано:	Інститут біохімії ім. О. В. Палладіна НАН України 2008
Теми:	Експериментальні статті
Онлайн доступ:	https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/4059
Теги:	Додати тег Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
Назва журналу:	Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
Цитувати:	Удосконалення біотехнології мікробного екзополісахариду етаполану на етанолі / Т. П. Пирог, Ю. В. Корж // Біотехнологія. — 2008. — Т. 1, № 3. — С. 47-55. — Бібліогр.: 26 назв. — укр.

Репозитарії

Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine

_version_	1859980155037941760
author	Пирог, Т.П. Корж, Ю.В.
author_facet	Пирог, Т.П. Корж, Ю.В.
citation_txt	Удосконалення біотехнології мікробного екзополісахариду етаполану на етанолі / Т. П. Пирог, Ю. В. Корж // Біотехнологія. — 2008. — Т. 1, № 3. — С. 47-55. — Бібліогр.: 26 назв. — укр.
collection	DSpace DC
description	Визначено особливості енергетичного й конструктивного метаболізму С2-субстратів у Acinetobacter sp. В-7005 — продуцента екзополісахариду етаполану, виявлено сайти метаболічного лімітування і розроблено підходи до їх усунення. Показано, що «вузьким» місцем метаболізму етанолу в Acinetobacter sp. В-7005 є асиміляція ацетату: реакція, що каталізується ацетил-КоА-синтетазою, є швидкістьлімітувальною. Встановлено умови культивування бактерій, що дають змогу усунути лімітування С2-метаболізму і підвищити у три рази активність ацетил-КоА-синтетази. За таких умов синтезується високоацильований етаполан зі ступенем ацилювання 3–15%. Середня молекулярна маса полісахариду становить 1,5 млн. і не змінюється у процесі виділення й очищення препарату. Підвищений вміст жирних кислот і висока молекулярна маса етаполану зумовлюють поліпшення реологічних властивостей його розчинів, що визначають практичну значущість цього полісахариду. Определены особенности энергетического и конструктивного метаболизма С2-субстратов у Acinetobacter sp. В-7005 — продуцента экзополисахарида этаполана, выявлены сайты метаболического лимитирования и разработаны подходы к их устранению. Показано, что «узким» местом метаболизма этанола в Acinetobacter sp. В-7005 является ассимиляция ацетата: реакция, катализируемая ацетил-КоА-синтетазой, — скоростьлимитирующая. Установлены условия культивирования бактерий, позволяющие устранить лимитирование С2-метаболизма и повысить в три раза активность ацетил-КоА-синтетазы. В таких условиях синтезируется высокоацилированный этаполан со степенью ацилирования 3−15%. Средняя молекулярная масса полисахарида составляет 1,5 млн. и не изменяется в процессе выделения и очистки препарата. Повышенное содержание жирных кислот и молекулярная масса этаполана обусловливают улучшение реологических свойств его растворов, определяющих практическую ценность этого полисахарида. The study is devoted to investigating of the basic stages of С2-compounds assimilation in Аcinetobacter sp. В-7005, to reveal «bottleneck» of С2-metabolism and to develop of approaches to their removal to improve process of microbial exopolysaccharide ethapolan synthesis. Limitation of ethanol metabolism in Acinetobacter sp. В-7005 by the rate of acetate assimilation in a reaction catalyzed by acetyl-CoA-synthetase, was shown. Basing on the investigations of С2-metabolism regulation the cultivation conditions were developed which allowed to increase the acetyl-CoA-synthetase activity in Acineto bacter sp. В-7005. Ethapolan synthesized under these conditions was characterized by high level of acylation (3−15%). Molecular mass of this polysaccharide was 1,5 million and was not changed during purification. Improved reological properties of ethapolan were associated with high molecular mass and increasing fatty acids content.
first_indexed	2025-12-07T16:25:26Z
format	Article
fulltext	Експериментальні статті 47 нози, D�глюкуронової і піровиноградної кислот (3:2:1:1:1:1) та структурою повторю� ваної ланки вуглеводного ланцюга. Різниця між цими ЕПС полягає в тому, що ацильова� ний полісахарид містить жирні кислоти (С12–С18) [1]. Глюкуронова й піровиноградна кислоти є бічними замісниками повторюваної ланки вуглеводного ланцюга, з’єднаними із залиш� ками рамнози і манози, відповідно. Залежно від умов культивування продуцента у складі етаполану міститься 25–35% мінеральних компонентів (одновалентних катіонів). На� явність мінеральних компонентів у складі етаполану зумовлена структуруванням цьо� го ЕПС у процесі його біосинтезу катіонами, що містяться в середовищі культивування продуцента [1]. Реологічні властивості роз� чинів етаполану, що визначають його прак� тичну значущість (здатність до емульгуван� ня, підвищення в’язкості за присутності одно� і двовалентних катіонів у разі зниження pH, за низьких швидкостей зсуву, у системі Cu2+�гліцин), залежить від співвідношення у його складі ацильованих і неацильованих компонентів, а також від співвідношення жирних кислот в ацильованому полісаха� риді [1]. Слід зазначити, що сукупність таких рео� логічних властивостей не характерна для жод� ного з відомих мікробних полісахаридів. Мікробні екзополісахариди (ЕПС) вик� ликають великий інтерес у дослідників зав� дяки унікальним фізико�хімічним власти� востям цих полімерів, що визначають їх використання у нафтодобувній, харчовій, хімічній промисловості, сільському госпо� дарстві, медицині. Acinetobacter sp. В�7005 є продуцентом комплексного екзополісахариду, названого нами етаполаном [1]. На основі етаполану розроблено спосіб ізоляції припливу пласто� вих вод, який дає змогу в разі застосування 1 т етаполану видобути додатково близько 240 т нафти та знизити її обводнення з 84 до 15%. З використанням етаполану як голов� ної складової частини розроблено технології виготовлення косметичних кремів під за� гальною назвою «Екол», технічного мийно� го засобу БІМС�1. Встановлено можливість і доцільність застосування етаполану під час виробництва хліба та хлібопродуктів. Завдяки спроможності етаполану адсорбу� вати та виводити з організму солі важких металів його рекомендовано для профілак� тичного харчування [1]. Етаполан складається з нейтрального (мінорний компонент) і двох кислих поліса� харидів, один з яких є ацильованим. Ацильо� ваний і неацильований полісахариди іден� тичні за молярним співвідношенням D�глюкози, D�манози, D/галактози, L/рам� УДК 579.841:577.15 УДОСКОНАЛЕННЯ БІОТЕХНОЛОГІЇ УДОСКОНАЛЕННЯ БІОТЕХНОЛОГІЇ МІКРОБНОГО ЕКЗОПОЛІСАХАРИДУ МІКРОБНОГО ЕКЗОПОЛІСАХАРИДУ ЕТАПОЛАНУ НА ЕТАНОЛІЕТАПОЛАНУ НА ЕТАНОЛІ Визначено особливості енергетичного й конструктивного метаболізму С2�субстратів у Acinetobacter sp. В�7005 — продуцента екзополісахариду етаполану, виявлено сайти метаболічного лімітування і розроблено підходи до їх усунення. Показано, що «вузьким» місцем метаболізму етанолу в Acinetobacter sp. В�7005 є асиміляція ацетату: ре� акція, що каталізується ацетил�КоА�синтетазою, є швидкістьлімітувальною. Встановлено умови культивуван� ня бактерій, що дають змогу усунути лімітування С2�метаболізму і підвищити у три рази активність ацетил� КоА�синтетази. За таких умов синтезується високоацильований етаполан зі ступенем ацилювання 3–15%. Середня молеку� лярна маса полісахариду становить 1,5 млн. і не змінюється у процесі виділення й очищення препарату. Підви� щений вміст жирних кислот і висока молекулярна маса етаполану зумовлюють поліпшення реологічних влас� тивостей його розчинів, що визначають практичну значущість цього полісахариду. Ключові слова: екзополісахариди, біосинтез, метаболізм етанолу, регуляція С2�метаболізму, фізико� хімічні властивості. Т. П. Пирог Інститут мікробіології і вірусології НАН України, Київ Ю. В. Корж E/mail: tapirog@usuft.kiev.ua БІОТЕХНОЛОГІЯ, Т. 1, №3, 2008 48 NH4NO3 — 0,3; MgSO4 ⋅ 7H2O — 0,4; CaCl2 · 2H2O — 0,1; FeSO4 · 7H2O — 0,01; середовиK ще 4: KH2PO4 — 3,4; КOH — 0,9; КCl — 4,4; NH4NO3 — 0,6; MgSO4 · 7H2O — 0,4; CaCl2 ⋅ 2H2O — 0,1; FeSO4 · 7H2O — 0,01; середовиK ще 5: KH2PO4 — 1,7; КOH — 0,45; NH4NO3 — 0,3; MgSO4 · 7H2O — 0,4; CaCl2 · 2H2O — 0,1; FeSO4 · 7H2O — 0,01; середовище 6: KH2PO4 — 2,0; КOH — 0,55; КCl — 5,6; NH4NO3 — 0,6; MgSO4 · 7H2O — 0,4; CaCl2 · 2H2O — 0,1; FeSO4 · 7H2O — 0,01. Середовища різнилися між собою молярністю фосфатного буфера, загальною кількістю солей, наявністю Nа+, концентрацією одновалентних катіонів. Так, молярність буфера становила (М): сере� довища 1 і 2 — 0,05; 3 і 4 — 0,025; 5 і 6 — 0,0125. У середовища додатково вносили 0,5% (об’ємна частка) дріжджового автолі� зату та 0,006−0,009 % пантотенату кальцію (вітамін В5). Штами В�7005 і В�7005 (1НГ) є ауксотрофами за цим вітаміном [2,3], який є попередником коензиму А. Джерелом вуглецю та енергії слугував етанол у концент� рації 1% (об’ємна частка). Як посівний матеріал використовували культуру з експоненційної фази росту (16− 24 год), вирощену на мінеральних середови� щах 1÷6 із різними джерелами вуглецю. Джерелом вуглецю та енергії у процесі одер� жання посівного матеріалу і біосинтезу ЕПС були: а) 0,5 % етанолу (об’ємна частка); б) 1% етанолу (об’ємна частка) за наявності або відсутності ацетату калію (0,1% або 0,01%); в) 1,6% ацетату калію. Кількість по� сівного матеріалу становила 5% від об’єму середовища. Ензиматичні аналізи. Визначення ак� тивності ферментів здійснювали в безклі� тинних екстрактах. Одержання безклітин� них екстрактів проводили як описано в роботі [4]. Ключові ферменти С2/метаболізму та гліоксилатного циклу. Активність алко� гольдегідрогенази (КФ 1.1.1.1), ацетальде� гіддегідрогенази (КФ 1.2.1.3 і КФ 1.2.1.4), ацетил�КоА�синтетази (КФ 6.2.1.1), ізоцит� ратліази (КФ 4.1.3.1) та малатсинтази (КФ 4.1.3.2) визначали як описано в роботі [4]. Ферменти циклу трикарбонових кис/ лот. Активність цитратсинтази (КФ 4.1.3.7) аналізували за зниженням концентрації ацетилфосфату у присутності коензиму А та оксалоацетату, як описано в роботі [5]. Ак� тивність аконітатгідратази (КФ 4.2.1.3) [6] встановлювали в присутності цис�аконітату за відновленням НАДФ+ при 340 нм. Актив� ність ізоцитратдегідрогенази (КФ 1.1.1.41) [7], малатдегідрогенази (КФ 1.1.1.37) [8] Окрім того, для синтезу етаполану може бу� ти використаний широкий набір вуглецевих субстратів (у тому числі й невуглеводних), тимчасом як інші відомі полісахариди одер� жують тільки на основі вуглеводної сировини. Здатність до синтезу ЕПС виявлено у ба� гатьох мікроорганізмів, проте рівень синте� зу цих полімерів коливається в широких ме� жах як для різних продуцентів ЕПС, так і для одного продуцента в різних умовах його культивування. Створення високоефектив� них технологій одержання практично важ� ливих метаболітів базується на цілеспрямо� ваній регуляції процесу біосинтезу, що у свою чергу потребує глибоких знань фізіології, біохімії та генетики продуцентів. Відомо, що в послідовності метаболічних реакцій, пов’язаних з утворенням ключо� вих інтермедіатів, існують лімітувальні ре� акції, швидкість яких нижча від інших або які супроводжуються великою витратою енергії чи втратою вуглецю субстрату. Вияв� лення таких сайтів метаболічного ліміту� вання та розроблення на основі знань прин� ципів регуляції метаболізму дасть змогу реалізувати біотехнологічні процеси з най� вищою ефективністю. Мета роботи полягала у визначенні шля� хів регуляції різних ланок метаболізму у процесі вирощування штамів Acinetobac/ ter sp. В�7005 і В�7005 (1НГ) на С2�субстра� тах для вдосконалення процесу біосинтезу ЕПС етаполану. Матеріали і методи Об’єкти досліджень. О’єктом дослі� джень був штам Acinetobacter sp. — проду� цент комплексного екзополісахаридного препарату етаполану [2], депонований у Де� позитарії Інституту мікробіології і вірусо� логії НАН України під номером В�7005, а та� кож мутантний штам Acinetobacter sp. В�7005 (1НГ), що не утворює ЕПС, який бу� ло одержано з вихідного за допомогою нітро� зогуанідинового мутагенезу [3]. Культивування Acinetobacter sp. ВF7005. Культивування бактерій здійснювали в кол� бах на качалці (220 об/хв) при 30 °С, рН 6,8−7,0, упродовж 16−120 год на рідких мі� неральних середовищах такого складу (г/л): середовище 1: KH2PO4 — 6,8; NaOH — 0,9; NaCl — 1,05; NH4NO3 — 0,6; MgSO4 · 7H2O — 0,4; CaCl2 · 2H2O — 0,1; FeSO4 · 7H2O — 0,01; середовище 2: KH2PO4 — 6,8; КOH — 1,8; КCl — 1,4; NH4NO3 — 0,6; MgSO4 · 7H2O — 0,4; CaCl2 · 2H2O — 0,1; FeSO4 ⋅7H2O — 0,01; середовище 3: KH2PO4 — 3,4; КOH — 0,9; Експериментальні статті 49 лот — ваговим методом після дезацилюван� ня розчинів ЕПС [16]. Встановлення вмісту мінеральних компонентів у складі етаполану здійснювали, обробляючи його катіонітом КУ�2�8 (Н+). Вміст нейтральних моносаха� ридів визначали за допомогою вуглеводного аналізатора Biotronik LC�2000 [1], а молеку� лярно�масовий склад ЕПС — методом аналітичного градієнтного центрифугуван� ня в розчині хлористого натрію [20]. Як стандарти молекулярних мас використову� вали декстрани фірми Fluka із молекуляр� ною масою 13,5; 20; 40; 70; 110; 500 тис. і 2 млн. Вміст вуглеводнів в отриманих після центрифугування фракціях (об’єм 1 мл) встановлювали за реакцією з фенолом і сірчаною кислотою. Вміст компонентів певної молекулярної маси обчислювали, визначаючи кількість вуглеводів у відповідних фракціях, і вира� жали в процентах до вихідної (загальної) кількості вуглеводів. Знаючи процентний вміст у складі ЕПС компонентів різної моле� кулярної маси, розраховували середню мо� лекулярну масу. Властивості розчинів етаполану оціню� вали за відносною зміною їхньої в’язкості у присутності 0,1 М КCl, рН 4−4,5 (за умови переведення ЕПС в Н+�форму), у системі Cu2+�гліцин. Відносну зміну в’язкості визна� чали за формулою: де η1 — в’язкість розчину ЕПС у досліджува� них умовах; η2 — в’язкість розчину ЕПС у дистильованій воді. Результати та обговорення Вивчення особливостей С2�метаболізму під час росту штамів Acinetobacter sp. В�7005 та В�7005 (1НГ) на етанолі показало, що окиснення етанолу до ацетальдегіду каталі� зується НАД+�залежною алкогольдегідроге� назою. Акцепторами електронів в ацетальде� гіддегідрогеназній реакції є НАД+ і НАДФ+. З’ясовано, що в Acinetobacter sp. ацетат залучається до метаболізму за участю аце� тил�КоА�синтетази; анаплеротичною послідов� ністю реакцій, що поповнюють пул С4�дикарбо� нових кислот, є гліоксилатний цикл [21]. Подальші дослідження було спрямовано на визначення активності ферментів циклу трикарбонових кислот (ЦТК) та деяких біосинтетичних шляхів [22]. У безклітинно� му екстракті Acinetobacter sp. В�7005 і В�7005 (1НГ) виявлено високу активність усіх визначали за відновленням НАД+, а ізоцит� ратдегідрогенази (КФ 1.1.1.42) [5], малат� дегідрогенази (КФ 1.1.1.82) [9] — за віднов� ленням НАДФ+ при 340 нм у присутності ізоцитрату чи малату, відповідно. Актив� ність 2�оксоглутаратдегідрогенази (КФ 1.2.4.2) [10] встановлювали за відновленням НАД+ при 340 нм у присутності 2�оксоглутарату та коензиму А, сукцинатдегідрогенази (КФ 1.3.99.1) [6] − за відновленням дихлорфе� ноліндофенолу в присутності феназинмета� сульфату при 600 нм, фумарази (КФ 4.2.1.2) — за утворенням фумарату з малату при 250 нм [5]. Активність ключових ферментів глю/ конеогенезу та деяких біосинтетичних шляхів. Активність фосфоенолпіруватсин� тетази (КФ 2.7.9.2) [11] аналізували колори� метрично за зниженням концентрації пірувату в реакційній суміші (реакція з динітрофе� нілгідразином) при 445 нм [11], фосфо� енолпіруваткарбоксикінази (КФ 4.1.1.49) [12], оксалоацетатдекарбоксилази (КФ 4.1.1.3) [6] — за утворенням фосфоенолпіру� вату (ФЕП) та пірувату при окисненні НАДН, а глутаматдегідрогенази (КФ 1.4.1.4) [13] — за утворенням глутамату при окис� ненні НАДФН і 340 нм. Активність глута� матдегідрогенази (КФ 1.4.1.2) [14] встанов� лювали за відновленням НАД+ при 340 нм у присутності 2�оксоглутарату. Активність ферментів у безклітинних екстрактах визначали при температурі 28− 30 0С, що є оптимальною для росту даних бактерій, та виражали у нмоль·хв–1·мг–1 білка. Вміст білка в безклітинних екстрак� тах установлювали за Bradford [15]. Визначення швидкості окиснення суб� стратів (етанолу, ацетальдегіду й ацетату) інтактними клітинами Acinetobacter sp. В�7005 та В�7005 (1НГ) проводили як описано в ро� боті [4]. Встановлення складу і фізикоFхімічF них властивостей етаполану. Комплексний полісахаридний препарат етаполан виділяли з культуральної рідини осадженням ізопро� панолом після попереднього відокремлення клітин продуцента та діалізу [1]. Розділення етаполану на ацильований і неацильований компоненти здійснювали за розробленим раніше методом [16]. Для дезацилювання проводили оброблення ЕПС NаОН у присут� ності NаВН4. Вміст вуглеводів в ЕПС визна� чали колориметричним методом за реакцією з фенолом і сірчаною кислотою [17], пірови� ноградної кислоти — за реакцією з 2,4�диніт� рофенілгідразином [18], уронових кислот — за реакцією з карбазолом [19], жирних кис� − ⋅1 0 0 100%, η η η БІОТЕХНОЛОГІЯ, Т. 1, №3, 2008 50 Аналіз активності ключових ферментів метаболізму етанолу у процесі культивуван� ня Acinetobacter sp. В�7005 на середовищах 1 і 2 показав, що активність ацетил�КоА� синтетази в безклітинному екстракті була в 2,7−5 разів нижчою, ніж активність алко� голь� і ацетальдегіддегідрогеназ (табл. 2). Досліджуючи швидкість окиснення С2�суб� стратів інтактними клітинами Acinetobacter sp. В�7005 (1НГ), вирощеними на середови� щах 1 та 2, встановили, що після голодування клітин упродовж 20 год швидкість дихання за присутності етанолу й ацетальдегіду не змінювалась і становила 152,6−157,8 та 153,5−159,4 нмоль О2·хв–1·мг–1 клітин відпо� відно, а за присутності ацетату знижувалась у 2 і 4 рази на середовищі 2 і середовищі 1, відповідно, порівняно зі швидкістю окис� нення ацетату клітинами, що не голодували. Отже, під час росту на етанолі в клітинах Acinetobacter sp. В�7005 і В�7005 (1НГ) аце� тат утворюється з вищою швидкістю, ніж залучається до метаболізму. Тому наші нас� тупні дослідження були спрямовані на по� шук чинників, що забезпечують однакову швидкість утворення і подальшого мета� болізму ацетату в клітинах бактерій у про� цесі культивування на етанолі. У результаті ензиматичних і полярогра� фічних досліджень встановлено, що інгібі� ферментів цього циклу (табл. 1). На нашу думку, наявність обох ключових ферментів гліоксилатного циклу, а також висока ак� тивність ізоцитратдегідрогенази, глутамат� дегідрогенази і низька активність 2�оксо� глутаратдегідрогенази є підтвердженням того, що ЦТК в Acinetobacter sp. В�7005 і В�7005 (1НГ) під час росту на етанолі вико� нує переважно біосинтетичну роль. У процесі асиміляції мікроорганізмами дво� або тривуглецевих субстратів або суб� стратів, катаболізм яких здійснюється через ацетил�КоА чи інтермедіати ЦТК, виникає необхідність синтезу молекул вуглеводів. Ці перетворення відбуваються шляхом глюко� неогенезу. Ензиматичні дослідження пока� зали, що під час росту на етанолі в Acineto/ bacter sp. В�7005 і В�7005 (1НГ) піруват утворюється з оксалоацетату в оксалоаце� татдекарбоксилазній реакції, а в утворенні фосфоенолпірувату беруть участь обидва ключові ферменти глюконеогенезу — ФЕП� карбоксикіназа і ФЕП�синтаза (табл. 1). Таблиця 1. Активність ферментів циклу трикарбонових кислот та деяких біосинтетичних шляхів у Acinetobacter sp. ВK7005 та ВK7005 (1НГ) Фермент Активність, нмоль·хв–1·мг–1 білка В�7005 В�7005 (1НГ) Цитратсинтаза 421,3±25,1 405,6±21,6 Аконітаза 340,8±18,0 349,0±19,4 НАД+�залежна ізоцит� ратдегідрогеназа 0 0 НАДФ+�залежна ізоцит� ратдегідрогеназа 729,7±38,5 717,8±33,8 2�Оксоглутаратдегідро� геназа 96,2±4,8 93,4±5,3 Сукцинатдегідрогеназа 183,4±13,9 197,5±15,8 Фумараза 192,1±9,6 186,8±9,9 НАД+�залежна малат� дегідрогеназа 654,2±32,7 643,1±32,1 НАДФ+�залежна малат� дегідрогеназа 81,9±5,1 79,8±4,3 НАД+�залежна глута� матдегідрогеназа 653,9±33,5 642,6±31,8 НАДФ+�залежна глута� матдегідрогеназа 247,3±15,6 257,2±16,3 Оксалоацетатдекар� боксилаза 457,3±28,6 446,6±23,3 Фосфоенолпіруваткар� боксикіназа 58,5±2,9 48,7±3,5 Фосфоенолпіруватсин� тетаза 584,4±32,9 487,0±35,4 Таблиця 2. Активність ключових ферментів метаболізму етанолу в процесі культивування Acinetobacter sp. ВK7005 Примітки: 1. Культивування бактерій здійсню� вали на середовищі 1 з 0,0006% В5. 2. Для визначення активності ацетил�КоА�син� тетази, ізоцитратліази і малатсинтази бактерії вирощували на середовищі 2 з 0,0009 % В5. У дуж� ках наведено дані культивування штаму на сере� довищі 1 з 0,0006 % В5. Ферменти Активність (нмоль·хв–1·мг–1 білка) під час культивування бактерій 24 год 48 год НАД+�залежна алко� гольдегідрогеназа 365,7±19,6 289,5±17,5 НАД+�залежна ацет� альдегіддегідрогеназа 119,5±7,6 93,7±6,5 НАДФ+�залежна ацет� альдегіддегідрогеназа 253,7±15,7 197,3±11,3 Ацетил�КоА�синте� таза 135,7±8,7 (74,5±5,2) 134,1±8,7 Ізоцитратліаза 130,0±7,8 (50,5±2,9) 144,9±9,4 (7,4±0,4) Малатсинтаза 58,2±3,7 67,4±3,7 Експериментальні статті 51 тату в середовище з етанолом або використо� вуючи посівний матеріал, вирощений на ацетаті чи етанолі у присутності ацетату. Встановлено, що додавання екзогенного аце� тату під час одержання інокуляту і біосинте� зу ЕПС дало змогу збільшити у 2,5−3 рази активність ацетил�КоА�синтетази та швид� кість дихання за присутності ацетату і реа� лізувати процес синтезу етаполану на неза� буферених середовищах 3 і 5, в яких загальний вміст солей було знижено у 2 і 4 рази (до 5,1–2,95 г/л) [25]. Умови культивування продуцента впли� вають не тільки на синтез ЕПС, а й на фізи� ко�хімічні властивості кінцевого продукту [26]. У різних умовах культивування мо� жуть змінюватися хімічний склад ЕПС, їхня молекулярна маса, співвідношення декількох полісахаридів, що впливає на ре� ологічні властивості ЕПС, які визначають практичну значущість цих полімерів. Рані� ше було з’ясовано, що необхідною умовою для синтезу ацильованого полісахариду є наявність у середовищі культивування продуцента етаполану 100 мМ К+ [1]. Вста� новлено, що тільки етаполан з високим вмістом ацильованого компонента (>50%) характеризувався сукупністю реологічних властивостей, необхідних для практичного використання. Оскільки вміст К+ у середо� вищах 3 і 5 становить 40 та 20 мМ відповід� но, на наступному етапі досліджували рео� логічні властивості синтезованого за таких умов етаполану. Згідно з попередніми дани� ми такої концентрації К+ недостатньо для синтезу ацильованого ЕПС з необхідними реологічними властивостями. Результати дослідження, що їх наведено в табл. 4, свідчать, що ЕПС, синтезовані на середовищах з різним вмістом К+, мають практично однакові реологічні характерис� тики. Отже, культивування продуцента на незабуференому середовищі з низьким вмістом солей (і катіонів калію) не впливало на властивості синтезованого етаполану. Для з’ясування причин, що зумовлюють це явище, ми детальніше дослідили хімічний склад одержаних полісахаридів. Встановлено, що незалежно від умов культивування продуцента (вміст мінераль� них компонентів, співвідношення С/N і мо� лярність буфера в середовищі культивування) нативні ЕПС характеризувалися практично однаковим вмістом вуглеводів (44,5−46,7%) та піровиноградної кислоти (3,2−3,7%) (табл. 5). Співвідношення глюкози, манози, галактози та рамнози у складі всіх ЕПС було однаковим і становило 3:2:1:1. торами ацетил�КоА�синтетази є іони натрію, а також продукти окиснення етанолу й аце� тальдегіду — НАДН і НАДФН; активатора� ми ферменту є катіони калію і магнію [23]. Виходячи з отриманих результатів ми припустили, що одним із можливих шляхів регуляції метаболізму ацетату в клітинах штамів В�7005 і В�7005 (1НГ) під час росту на етанолі може бути вилучення Nа+ із сере� довища культивування і підвищення в ньо� му концентрації К+ і Мg2+. Для усунення інгібувального впливу інтермедіатів окис� нення етанолу й ацетальдегіду на актив� ність ацетил�КоА�синтетази було знижено початкову концентрацію етанолу в середо� вищі з подальшим додаванням його части� нами у процесі культивування бактерій. По� казано, що в разі зниження у два рази концентрації етанолу (до 0,5 %) спостеріга� лось підвищення швидкості дихання клітин за присутності ацетату, причому її величина практично не відрізнялася від швидкості окиснення етанолу й ацетальдегіду. Окрім того, швидкість окиснення ацетату істотно не змінювалась у процесі тривалого голоду� вання клітин. Слід зазначити, що за почат� кової концентрації етанолу 0,5 % у середо� вищі вміст пантотенату кальцію можна було знизити до 0,0006 %, при цьому не було пот� реби підвищувати концентрацію Mg2+. У табл. 3 наведено активність ключових ферментів метаболізму етанолу у штаму Acinetobacter sp. В�7005, вирощеному за різ� них умов культивування. Встановлено, що зі зниженням початкової концентрації етанолу в середовищі, за відсутності сполук натрію і наявності 100 мМ К+ активність ацетил� КоА�синтетази підвищувалася більш ніж у два рази. За таких умов стала можливою ре� алізація процесу біосинтезу етаполану на не� забуферених середовищах 4 і 6 (0,025−0,125 М). Отримання аналогічного результату при початковій концентрації етанолу 1,0% забез� печувало підвищення вмісту вітаміну В5 в се� редовищі до 0,0009%, концентрації Mg2+ — до 5 мМ і катіонів калію — до 100 мМ. Таким чином, у результаті досліджень регуляції активності ацетил�КоА�синтетази нам вдалось істотно знизити молярність бу� фера зі збереженням вмісту солей у середо� вищі культивування, що тільки частково усувало лімітування С2�метаболізму у про� дуцента етаполану. Відомо, що ацетил�КоА�синтетаза є інду� цибельним ферментом, індуктором якого є ацетат [24]. У зв’язку із цим ми припусти� ли, що можна повністю зняти лімітування С2�метаболізму внесенням екзогенного аце� БІОТЕХНОЛОГІЯ, Т. 1, №3, 2008 52 середовищах 3 і 5, зумовлено зменшенням кількості одновалентних катіонів (зокрема ка� тіонів калію) у цих середовищах. Так, раніше нами було встановлено, що у процесі культиву� вання продуцента етаполану відбувається структурування синтезованих ЕПС катіонами, що містяться у живильному середовищі [1]. Проте полісахариди різнилися за кіль� кістю уронових (7,5−13,8 %), жирних (5,9− 8,8%) кислот, мінеральних компонентів (6,2−28,6 %), а також за вмістом ацильованого компонента (70−100 %). Ми припускаємо, що зниження вмісту мінеральних компо� нентів у складі етаполану, синтезованого на Таблиця 3. Вплив умов культивування Acinetobacter sp. ВK7005 на активність ключових ферментів метаболізму етанолу Примітка. Культивування бактерій здійснювали на середовищі 2 (у середовищі відсутні сполуки Nа+, вміст К+ — 100 мМ). Умови культивування Активність, нмоль·хв–1·мг–1 білка концент� рація В5, % концент� рація Мg2+, мМ початкова концент� рація ета� нолу, % НАД+�залежна алкоголь� дегідрогеназа НАД++НАДФ+� залежна аль� дегіддегідрогена� за ацетил�КоА� синтетаза ізоцит� ратліаза 0,0006 1,6 1,0 354,8±17,7 367,3±21,2 95,0±5,6 98,4±6,3 0,0009 1,6 1,0 349,9±22,9 356,7±24,4 130,9±7,6 130,0±7,9 0,0009 5,0 1,0 359,6±17,9 349,7±24,0 180,9±9,6 185,4±11,8 0,0009 1,6 0,5 265,9±16,1 277,9±15,4 219,8±11,0 225,4±13,8 0,0006 1,6 0,5 279,4±13,9 285,7±19,0 225,3±15,2 230,7±15,5 Таблиця 4. Реологічні властивості 0,03%Kх розчинів етаполану, синтезованого за різних умов культивування Примітка. Концентрація етанолу 1 %; у середовища 3 і 5 додатково вносили 0,1 % ацетату калію для одержання інокуляту і біосинтезу ЕПС. Таблиця 5. Хімічний склад нативного і дезацильованого етаполану, синтезованого на середовищах різного складу Примітки: 1. Концентрація етанолу 1 %; у середовище 5 додатково вносили 0,1% ацетату калію для одержання інокуляту і біосинтезу ЕПС. 2. « – » — не визначали. 3. Дезацильований ЕПС одержано в результаті лужного оброблення нативного препарату. Середовище Концентрація К+ у середовищі, мМ Відносне збільшення в’язкості, % за присутності 0,1 М KCl у системі Cu2+�гліцин 2 100 325,7±21,0 1400,3±78,0 3 40 480,3±35,2 1865,0±93,2 5 20 315,6±18,8 1700,5±100,5 Компонентний склад ЕПС ЕПС Вміст складових компонентів (%) в ЕПС, синтезованих на середовищах 1 2 3 5 Вуглеводи нативний 44,5 45,0 46,7 45,9 після дезацилювання 60,0 59,1 58,6 55,7 Піровиноградна кислота нативний 3,3 3,7 3,4 3,2 після дезацилювання 4,8 4,4 4,7 4,8 Уронові кислоти нативний 7,5 7,7 11,4 13,8 після дезацилювання 20,0 22,0 20,6 – Жирні кислоти нативний 6,5 6,8 8,8 5,9 після дезацилювання 0 0 0 0 Мінеральні компоненти нативний 24,3 28,6 7,2 6,2 після дезацилювання 3,5 3,9 – – Експериментальні статті 53 Таким чином, на основі досліджень особ� ливостей метаболізму у штаму Acinetobacter sp. В�7005 і В�7005 (1НГ) визначено шляхи регуляції С2�метаболізму, що уможливило вдосконалення технології біосинтезу етапо� лану на етанолі. Ключовими елементами цієї технології є: відсутність у середовищі куль� тивування катіонів натрію, підвищення в ньому концентрації пантотенату кальцію до 0,0009%, а також наявність 0,1% ацетату калію під час одержання інокуляту і біосин� тезу полісахариду. Це дало змогу здійснити без зниження показників синтезу процес одержання етаполану на незабуференому сере� довищі, в якому вміст солей зменшено в 4 рази (з 11 до 2,95 г/л). За умов усунення ліміту� вання С2�метаболізму молекулярна маса ета� полану становила 1,5 млн. і не знижувалась у процесі його виділення й очищення, а вміст жирних кислот в ацильованому полісаха� риді досягав 15%. Підвищений вміст жир� них кислот у складі етаполану і висока мо� лекулярна маса зумовлюють поліпшення реологічних властивостей, що визначають практичну цінність цього полісахариду. Після дезацилювання нативних ЕПС вміст уронових кислот збільшувався у 2−3 ра� зи і становив 20−22 % для всіх досліджува� них полісахаридів (табл. 5). У попередніх роботах було з’ясовано, що реальний вміст уронових кислот у складі нативних ЕПС вдається виявити тільки після їх дезацилю� вання [1]. Підвищення вмісту уронових кис� лот у цьому разі можна пояснити тим, що під час дезацилювання відбувається ди� соціація високомолекулярних конгломе� ратів ЕПС, змінюється конформація поліса� харидних молекул і просторова структура ЕПС, внаслідок чого уронові кислоти стають доступнішими для взаємодії з різними реа� гентами. Варто зазначити, що після дезаци� лювання у складі етаполану суттєво знижу� вався вміст мінеральних компонентів. На сьогодні причини, що зумовлюють це яви� ще, залишаються невідомими. На з’ясуван� ня цих причин буде спрямовано наші по� дальші дослідження. Дослідження молекулярної маси етапо� лану, синтезованого за різних умов культи� вування, показало, що середня молекулярна маса полісахаридів, одержаних на середови� щах 3 та 5, практично не змінювалась у про� цесі виділення й очищення і становила 1,5 млн. (табл. 6). Це можна пояснити тим, що одер� жані полісахариди є високоацильованими, а в результаті ацилювання вуглеводного ланцюга формується щільна структура ЕПС, яка залишається без змін у процесі об� роблення розчинів етаполану органічними розчинниками. Слід зазначити, що аналіз молекулярно�масового складу етаполану, синтезованого в різних умовах культивуван� ня, показав наявність компонентів з моле� кулярною масою від 13,5 тис. до 2 млн., при� чому основну масу препарату становили фракції з молекулярною масою понад 2 млн. У попередніх дослідженнях встановлено, що тільки високомолекулярному етапола� ну, у складі якого міститься не більше 35% фракцій з молекулярною масою до 2 млн., притаманні необхідні для практичного ви� користання реологічні властивості [1]. Дослідження реологічних властивостей ЕПС показало, що розчини етаполану, син� тезованого на середовищі 5 з 20 мМ К+, на всіх етапах його виділення й очищення ха� рактеризувалися вищою в’язкістю у присут� ності 0,1 М КСl і в системі Cu2+–гліцин (1 200 та 1 500−2 000% відповідно) порівня� но з ЕПС, синтезованими на середовищі зі 100 мМ К+ (1 000 та 800−1 000% відпо� відно). Таблиця 6. Молекулярна маса етаполану, синтезованого за різних умов культивування Примітка. Концентрація етанолу 1 %; у середо� вище 5 додатково вносили 0,1% аце� тату калію для одержання інокуляту і біосинтезу ЕПС. Се� редо� ви� ще Випарений кон� центрат ЕПС ЕПС після осаджен� ня і висушування серед� ня мо� леку� лярна маса, млн. фракції з молеку� лярною ма� сою до 2 млн., % середня молеку� лярна маса, млн. фракції з молеку� лярною ма� сою до 2 млн., % 1 1,44 31,7±2,19 0,48 82,7±4,89 2 1,44 29,9±1,92 0,50 71,2±3,56 3 1,61 23,7±1,59 1,54 25,7±1,80 5 1,57 25,4±1,27 1,48 27,8±1,39 БІОТЕХНОЛОГІЯ, Т. 1, №3, 2008 54 terium Phormidium laminosum // J. Bacte� riol. — 1988. — V. 170, N10. — P. 4897− 4902. 14. Nakamura I., Ohmura Y., Kamihara T. Effect of thiamin�induced vitamin B6 defi� ciency on NAD� and NADP�linked glutamate dechydrogenases in Yeast // J. Gen. Micro� biol. — 1983. — V. 129, №4. — P. 945−952. 15. Bredford M. A rapid sensitive method for the quantitation of microgram quantities of protein utilizing the principle of protein�dye binding // Anal. Biochem. — 1976. — 72, N3. — P. 248− 254. 16. Пирог Т. П., Гринберг Т. А., Пинчук Г. Э. и др. Разделение экзополисахаридов, синтезиру� емых Acinetobacter sp., на ацилированный и неацилированный компоненты // Микроби� ология. — 1994. — Т.63, № 5. — С.840−846. 17. Dubois M., Gilles K., Hamilton J. et al. Colorimetric method for determination of sugars and related substances // Anal. Chem. — 1956. — V.28, N3. — P. 350−356. 18. Sloneker J. N., Orentas D. G. Pyruvic acid — a unique component of an exocellular bacter� ial polysaccharide // Nature. — 1962. — V.194, N4827. — P. 47 8−479. 19. Dische Z. A new specific color reaction of hexuronic acids // J. Biol. Chem. — 1947. — V.167, N1. — P. 189−198. 20. Votselko S. K., Pirog T. P., Malashenko Y. R., Grinberg T. A. A method for determining the mass�molecular composition of microbial exopolysaccharides // Microbiol. Methods. − 1993. — V. 18. — P. 349−356. 21. Пирог Т. П., Соколов И. Г., Кузьминская Ю. В., Малашенко Ю. Р. Некоторые особенности метаболизма этанола у мутантного штам� ма Acinetobacter sp., не образующего экзо� полисахариды // Микробиология. — 2002. — Т.71, № 2. — С. 222− 229. 22. Пирог Т. П., Кузьминская Ю. В. Особеннос� ти центрального метаболизма штамма Acinetobacter sp, растущего на этаноле // Там же. — 2003. — Т.72, № 4. — С. 459–465. 23. Пирог Т. П., Кузьминская Ю. В. Регуляция метаболизма ацетата у штамма Acinetobac/ ter sp., растущего на этаноле // Прикл. био� хим. и микробиол. — 2003. — Т. 39, №2. — С. 180−188. 24. Kumari S., Beatty C. M., Browning D. F. et al. Regulation of acetyl coenzyme A synthetase in Escherichia coli // J.Bacteriol. — 2000. — V. 182, N15. — P. 4173−4179. 25. Пирог Т. П., Корж Ю. В. Влияние ацетата на синтез экзополисахарида этаполана при культивировании Acinetobacter sp. В�7005 на среде с этанолом // Мікробіол.журн.– 2006. — Т.68, № 5. — С. 12− 19. 26. Пирог Т.П., Кузьмінська Ю.В. Вплив умов культивування мікроорганізмів�проду� центів екзополісахаридів на їхній синтез та фізико�хімічні властивості // Біополімери і клітина. — 2003. — Т. 19, № 5. — С. 393−413. 1. Пирог Т. П. Принципы регуляции состава и фи� зико�химических свойств экзополисахаридов, синтезируемых Acinetobacter sp.: Дисс. ... докт. биол.наук: 03.00.20.− К., 1999. — 450 с. 2. Гринберг Т. А., Пирог Т. П., Малашенко Ю. Р., Пинчук Г. Э. Микробный синтез экзополи� сахаридов на С1−С2�соединениях. — К.: На� ук. думка, 1992. — 212 с. 3. Пирог Т. П., Столяр С. М., Малашенко Ю. Р. Получение и исследование мутантных штаммов Acinetobacter sp., не образующих экзополисахариды // Микробиология. — 2000. — Т.60, № 5. — С. 674−680. 4. Пирог Т. П., Кузьмінська Ю. В., Коваленко М. О. Метаболізм С2−С6�субстратів в умовах міксотрофного росту штамів Аcinetobacter sp. В�7005 та В�7005 (1НГ) // Укр. біохім. журн. — 2004. — Т.76, № 1. — С. 33−38. 5. O’Brien R. W., Stern J. R. Requirement for sodium in the anaerobic growth of Aerobacter aerogenes on citrate // J. Bacteriol. — 1969. — V.98, N2. — P. 388−393. 6. O’Brien R. W., Geisler J. Citrate metabolism in Aerobacter cloacae // Ibid. — 1974. — V. 119, N3. — P. 661−665. 7. Kornberg A. Isocitric dehydrogenase of yeast (DPN) // Methods in enzymology (Ed. Colowick S.P. and Kaplan N.O.). — New York: Acad. Press, 1955. — V. 1. — P. 707–709. 8. Kitto G.B. Intra� and extramitochondrial malate dehydrogenase from chiken and tuna heart // Methods in enzymology (Ed. Lowenstein J.M.).− New York and London: Acad. Press, 1969. — V. 13. — P. 106− 116. 9. Johnson H. S., Hatch M. D. Properties and regulation of leaf nicotinamide�adenine din� ucleotide phosphate�malate dehydrogenase and «malic» enzyme in plants with the C4� dacarboxylic acid pathway of photosynthesis // Biochem. J. —1970. — V.119, N2. — P. 273−280. 10. Mukherjee B. B., Matthews J., Horney D. L., Reed L.J. Resolution and reconstitution of the Escherichia coli �ketoglutarate dehydro� genase complex // J. Biol. Chem. — 1965. — V. 240, N5. — P. 2268− 2269. 11. Cooper R. A., Cornberg H. L. Phosphoenolpy� ruvate synthetase // Methods in enzymology (Ed. Lowenstein J.M.). − New York: Acad. Press, 1969. — V. 13. — P. 309− 314. 12. Huei/Che Chang, Lane M. D. The enzymatic carboxylation of phosphoenolpyruvate. II. Pu� rification and properties of liver mitochondrial phosphoenolpyruvate carboxykinase // J. Biol. Chem. — 1966. — V. 241, N10. — P. 2413−2420. 13. Martinez/Bilbao M., Martinez A., Urkijo I.et al. Induction, isolation and some properties of the NADPH�dependent glutamate dehydro� genase from the nonheterocystous cyanobac� ЛІТЕРАТУРА Експериментальні статті 55 IMPROVEMENT OF BIOTECHNOLOGY OF MICROBIAL EXOPOLYSACCHARIDE ETHAPOLAN ON ETHANOL T. P. Pirog, Ju. V. Korzh Zabolotny Institute of Microbiology and Virology of National Academy of Science of Ukraine, Kiev E/mail: tapirog@usuft.kiev.ua The study is devoted to investigating of the basic stages of С2�compounds assimilation in Аcinetobacter sp. В�7005, to reveal «bottleneck» of С2�metabolism and to develop of approaches to their removal to improve process of microbial exopolysaccharide ethapolan synthesis. Limitation of ethanol metabolism in Acinetobacter sp. В�7005 by the rate of acetate assimilation in a reaction catalyzed by acetyl�CoA�synthetase, was shown. Basing on the investigations of С2�metabolism regulation the cultivation condi� tions were developed which allowed to increase the acetyl�CoA�synthetase activity in Acineto/ bacter sp. В�7005. Ethapolan synthesized under these condi� tions was characterized by high level of acyla� tion (3−15%). Molecular mass of this polysac� charide was 1,5 million and was not changed during purification. Improved reological proper� ties of ethapolan were associated with high mol� ecular mass and increasing fatty acids content. Key words: exopolysaccharides, biosynthesis, metab� olism of ethanol, regulation of C2�metabolism, physi� cal and chemical properties. УСОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ БИОТЕХНОK ЛОГИИ МИКРОБНОГО ЭКЗОПОЛИСАХАK РИДА ЭТАПОЛАНА НА ЭТАНОЛЕ Т. П. Пирог, Ю. В. Корж Институт микробиологии и вирусологии им. Д. К. Заболотного НАН Украины, Киев E/mail: tapirog@usuft.kiev.ua Определены особенности энергетического и конструктивного метаболизма С2�субстратов у Acinetobacter sp. В�7005 — продуцента экзо� полисахарида этаполана, выявлены сайты ме� таболического лимитирования и разработаны подходы к их устранению. Показано, что «узким» местом метаболиз� ма этанола в Acinetobacter sp. В�7005 является ассимиляция ацетата: реакция, катализируе� мая ацетил�КоА�синтетазой, — скоростьлими� тирующая. Установлены условия культивиро� вания бактерий, позволяющие устранить лимитирование С2�метаболизма и повысить в три раза активность ацетил�КоА�синтетазы. В таких условиях синтезируется высокоа� цилированный этаполан со степенью ацилиро� вания 3−15%. Средняя молекулярная масса полисахарида составляет 1,5 млн. и не изменя� ется в процессе выделения и очистки препара� та. Повышенное содержание жирных кислот и молекулярная масса этаполана обусловливают улучшение реологических свойств его раство� ров, определяющих практическую ценность этого полисахарида. Ключевые слова: экзополисахариды, биосинтез, метаболизм этанола, регуляция С2�метаболизма, физико�химические свойства.
id	nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-4059
institution	Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
language	Ukrainian
last_indexed	2025-12-07T16:25:26Z
publishDate	2008
publisher	Інститут біохімії ім. О. В. Палладіна НАН України
record_format	dspace
spelling	Пирог, Т.П. Корж, Ю.В. 2009-07-15T11:07:22Z 2009-07-15T11:07:22Z 2008 Удосконалення біотехнології мікробного екзополісахариду етаполану на етанолі / Т. П. Пирог, Ю. В. Корж // Біотехнологія. — 2008. — Т. 1, № 3. — С. 47-55. — Бібліогр.: 26 назв. — укр. https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/4059 579.841:577.15 Визначено особливості енергетичного й конструктивного метаболізму С2-субстратів у Acinetobacter sp. В-7005 — продуцента екзополісахариду етаполану, виявлено сайти метаболічного лімітування і розроблено підходи до їх усунення. Показано, що «вузьким» місцем метаболізму етанолу в Acinetobacter sp. В-7005 є асиміляція ацетату: реакція, що каталізується ацетил-КоА-синтетазою, є швидкістьлімітувальною. Встановлено умови культивування бактерій, що дають змогу усунути лімітування С2-метаболізму і підвищити у три рази активність ацетил-КоА-синтетази. За таких умов синтезується високоацильований етаполан зі ступенем ацилювання 3–15%. Середня молекулярна маса полісахариду становить 1,5 млн. і не змінюється у процесі виділення й очищення препарату. Підвищений вміст жирних кислот і висока молекулярна маса етаполану зумовлюють поліпшення реологічних властивостей його розчинів, що визначають практичну значущість цього полісахариду. Определены особенности энергетического и конструктивного метаболизма С2-субстратов у Acinetobacter sp. В-7005 — продуцента экзополисахарида этаполана, выявлены сайты метаболического лимитирования и разработаны подходы к их устранению. Показано, что «узким» местом метаболизма этанола в Acinetobacter sp. В-7005 является ассимиляция ацетата: реакция, катализируемая ацетил-КоА-синтетазой, — скоростьлимитирующая. Установлены условия культивирования бактерий, позволяющие устранить лимитирование С2-метаболизма и повысить в три раза активность ацетил-КоА-синтетазы. В таких условиях синтезируется высокоацилированный этаполан со степенью ацилирования 3−15%. Средняя молекулярная масса полисахарида составляет 1,5 млн. и не изменяется в процессе выделения и очистки препарата. Повышенное содержание жирных кислот и молекулярная масса этаполана обусловливают улучшение реологических свойств его растворов, определяющих практическую ценность этого полисахарида. The study is devoted to investigating of the basic stages of С2-compounds assimilation in Аcinetobacter sp. В-7005, to reveal «bottleneck» of С2-metabolism and to develop of approaches to their removal to improve process of microbial exopolysaccharide ethapolan synthesis. Limitation of ethanol metabolism in Acinetobacter sp. В-7005 by the rate of acetate assimilation in a reaction catalyzed by acetyl-CoA-synthetase, was shown. Basing on the investigations of С2-metabolism regulation the cultivation conditions were developed which allowed to increase the acetyl-CoA-synthetase activity in Acineto bacter sp. В-7005. Ethapolan synthesized under these conditions was characterized by high level of acylation (3−15%). Molecular mass of this polysaccharide was 1,5 million and was not changed during purification. Improved reological properties of ethapolan were associated with high molecular mass and increasing fatty acids content. uk Інститут біохімії ім. О. В. Палладіна НАН України Експериментальні статті Удосконалення біотехнології мікробного екзополісахариду етаполану на етанолі Усовершенствование биотехнологии микробного экзополисахарида этаполана на этаноле Improvement of biotechnology of microbial exopolysaccharide ethapolan on ethanol Article published earlier
spellingShingle	Удосконалення біотехнології мікробного екзополісахариду етаполану на етанолі Пирог, Т.П. Корж, Ю.В. Експериментальні статті
title	Удосконалення біотехнології мікробного екзополісахариду етаполану на етанолі
title_alt	Усовершенствование биотехнологии микробного экзополисахарида этаполана на этаноле Improvement of biotechnology of microbial exopolysaccharide ethapolan on ethanol
title_full	Удосконалення біотехнології мікробного екзополісахариду етаполану на етанолі
title_fullStr	Удосконалення біотехнології мікробного екзополісахариду етаполану на етанолі
title_full_unstemmed	Удосконалення біотехнології мікробного екзополісахариду етаполану на етанолі
title_short	Удосконалення біотехнології мікробного екзополісахариду етаполану на етанолі
title_sort	удосконалення біотехнології мікробного екзополісахариду етаполану на етанолі
topic	Експериментальні статті
topic_facet	Експериментальні статті
url	https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/4059
work_keys_str_mv	AT pirogtp udoskonalennâbíotehnologíímíkrobnogoekzopolísahariduetapolanunaetanolí AT koržûv udoskonalennâbíotehnologíímíkrobnogoekzopolísahariduetapolanunaetanolí AT pirogtp usoveršenstvovaniebiotehnologiimikrobnogoékzopolisaharidaétapolananaétanole AT koržûv usoveršenstvovaniebiotehnologiimikrobnogoékzopolisaharidaétapolananaétanole AT pirogtp improvementofbiotechnologyofmicrobialexopolysaccharideethapolanonethanol AT koržûv improvementofbiotechnologyofmicrobialexopolysaccharideethapolanonethanol

Удосконалення біотехнології мікробного екзополісахариду етаполану на етанолі

Репозитарії

Схожі ресурси