Η ΑΞΙΟΠΟΙΗΣΗ ΤΩΝ ΑΚΕΤΥΛΕΝΟΤΡΟΦΩΝ ΒΑΚΤΗΡΙΩΝ ΓΙΑ ΤΗΝ ΠΑΡΑΓΩΓΗ ΛΥΣΙΝΗΣ

Abstract

A FIRST STUDY OF A RHODOCOCCUS SPP. ISOLATE (WILD TYPE STRAIN ISOLATED FROM SOIL), WHICH CAN CONSUME ACETYLENE AS THE SOLE CARBON SOURCE, HAS BEEN ATTEMPTED. ONCE, THE ROLE OF SEVERAL PHYSIOLOGICAL PARAMETERS IN THE PRODUCTION OF EXTRACELLULAR LYSINE WAS EXAMINED, ATTEMPTS TO ISOLATE MUTANTS WITH IMPROVED L-LYSINE PRODUCTIVITY FOLLOWED. THE MUTAGENESIS EXPERIMENTS WERE BASED ON THREE DIFFERENT APPROACHES: 1) BY CHECKING THE EFFECT OF AMINO ACID ANALOGS ON THE WILD STRAIN AND BY ISOLATING RESISTANT MUTANTS ON THESE ANALOGS [S-(Β- AMINOETHYL)-L-CYSTEINE (AEC), ASPARTIC ACID HYDROXAMATE (AAH), LYSINE HYDROXAMATE (LHX)AND Β-FLUOROPYRUVATE (FP)]. 2) BY INDUCED MUTAGENESIS WITH ULTRA VIOLET IRRADIATION (UV), NITROSOGOUANIDINE (MNNG), OR TRANSPOSONS AND THE SUBSEQUENT ISOLATION OF AUXOTROPHIC MUTANTS. 3) BY MUTAGENESIS WITH MNNG AND ISOLATION OF SENSITIVE MUTANTS TO THE ANALOG FP. THE HIGHEST LYSINE ACCUMULATION OF ALL AUXOTROPHS EXAMINED (ENHANCEMENT OVER THE 70% OF THE WILD STRAIN'S EXTRACELLULAR LYSINE) WAS NOTICED IN A MULTIPLE AUXOTROPH WITH AT LEAST ONE AUXOTROPHY BETWEEN THE AMINO ACIDS OF ASPARATE FAMILY AND RESISTANT TO AAH ANALOG. ALSO, FROM A LARGE NUMBER OF MUTANTS SENSITIVE TO FP TASTED, THREE DOUBLED THEIR PRODUCTION IN EXTRACELLULAR LYSINE, THE 30 FPS AND 32 FPS MUTANT SHOWED A 4-FOLD AND 5-FOLD LYSINE PRODUCTION LEVEL RESPECTIVELY WHILST THE 28 FPS MUTANT PRODUCED ABOUT 1.2 G/L OF EXTRACELLULAR LYSINE, USING AS SOLE SOURCE OF CARBON ACETYLENE.

ΜΕΛΕΤΗΘΗΚΕ Η ΦΥΣΙΟΛΟΓΙΑ ΣΤΕΛΕΧΩΝ ΤΟΥ ΓΕΝΟΥΣ RHODOCOCCUS ΤΑ ΟΠΟΙΑ ΧΡΗΣΙΜΟΠΟΙΟΥΝ ΑΚΕΤΥΛΕΝΙΟ ΩΣ ΜΟΝΗ ΠΗΓΗ ΑΝΘΡΑΚΟΣ. ΤΑ ΣΤΕΛΕΧΗ ΑΠΟΜΟΝΩΘΗΚΑΝ ΑΡΧΙΚΑ ΑΠΟ ΤΟ ΕΔΑΦΟΣΚΑΙ ΕΞΕΤΑΣΤΗΚΑΝ ΩΣ ΠΡΟΣ ΤΗΝ ΙΚΑΝΟΤΗΤΑ ΤΟΥΣ ΝΑ ΠΑΡΑΓΟΥΝ ΕΞΩΚΥΤΤΑΡΙΚΑ ΛΥΣΙΝΗ. ΠΕΡΑΙΤΕΡΩ ΕΓΙΝΕ ΜΙΑ ΠΡΟΣΠΑΘΕΙΑ ΔΗΜΙΟΥΡΓΙΑΣ ΕΞΕΙΔΙΚΕΥΜΕΝΩΝ ΜΕΤΑΛΛΑΓΩΝ ΜΕ ΣΤΟΧΟ ΤΗΝ ΑΥΞΑΝΟΜΕΝΗ ΠΑΡΑΓΩΓΗ ΛΥΣΙΝΗΣ. ΓΙΑ ΤΟ ΣΚΟΠΟ ΑΥΤΟ ΧΑΡΑΧΘΗΚΑΝ 3 ΔΙΑΦΟΡΕΤΙΚΟΙ ΤΡΟΠΟΙ ΠΡΟΣΕΓΓΙΣΗΣ: 1) ΕΛΕΓΧΟΣ ΕΠΙΔΡΑΣΗΣ ΧΗΜΙΚΩΝ ΑΝΑΛΟΓΩΝ ΑΜΙΝΟΞΕΩΝ [S-(Β- ΑΜΙΝΟΑΙΘΥΛ)-L-ΚΥΣΤΕΙΝΗ (AEC), ΥΔΡΟΞΑΜΙΚΟ ΑΣΠΑΡΤΙΚΟ ΟΞΥ (ΑΑΗ), ΥΔΡΟΞΑΜΙΚΗ ΛΥΣΙΝΗ (LHXX), Β-ΦΘΟΡΙΟΠΥΡΟΣΤΑΦΥΛΙΚΟ ΟΞΥ (FP)], ΣΤΟ ΣΤΕΛΕΧΟΣ ΦΥΣΙΚΟΥ ΤΥΠΟΥ ΚΑΙ ΑΠΟΜΟΝΩΣΗ ΑΝΘΕΚΤΙΚΩΝ ΣΤΕΛΕΧΩΝ ΠΟΥ ΠΡΟΕΡΧΟΝΤΑΙ ΑΠΟ ΦΥΣΙΚΗ ΜΕΤΑΛΛΑΞΟΓΕΝΕΣΗ. 2) ΕΠΙΔΡΑΣΗ ΕΙΤΕ ΜΕ ΥΠΕΡΙΩΔΗ ΑΚΤΙΝΟΒΟΛΙΑ (UV), ΕΙΤΕ ΜΕ ΝΙΤΡΟΖΟΓΟΥΑΝΙΔΙΝΗ Η ΜΕ ΜΕΤΑΘΕΤΑ ΣΤΟΙΧΕΙΑ ΚΑΙ ΑΠΟΜΟΝΩΣΗ ΑΥΞΟΤΡΟΦΩΝ ΜΕΤΑΛΛΑΓΜΕΝΩΝ ΣΤΕΛΕΧΩΝ. 3) ΜΕΤΑΛΛΑΞΟΓΕΝΕΣΗ ΜΕ ΝΙΤΡΟΖΟΓΟΥΑΝΙΔΙΝΗ ΚΑΙ ΑΠΟΜΟΝΩΣΗ ΜΕΤΑΛΛΑΓΜΕΝΩΝ ΥΠΕΡ-ΕΥΑΙΣΘΗΤΩΝ ΣΤΕΛΕΧΩΝ ΣΤΟ ΠΑΡΕΜΠΟΔΙΣΤΗ FP. Η ΜΕΓΑΛΥΤΕΡΗ ΠΑΡΑΓΩΓΗ ΛΥΣΙΝΗΣ ΜΕΤΑΞΥ ΤΩΝ ΑΥΞΟΤΡΟΦΩΝ (ΑΥΞΗΣΗ ΠΑΝΩ ΑΠΟ 70% ΣΕ ΣΧΕΣΗ ΜΕ ΤΟ ΣΤΕΛΕΧΟΣ ΦΥΣΙΚΟΥ ΤΥΠΟΥ) ΠΑΡΑΤΗΡΗΘΗΚΕ ΑΠΟ ΕΝΑ ΠΟΛΛΑΠΛΑ ΑΥΞΟΤΡΟΦΟ ΣΤΕΛΕΧΟΣ, ΤΟ ΟΠΟΙΟ ΠΑΡΟΥΣΙΑΖΕΙ ΤΗ ΜΙΑ ΤΟΥΛΑΧΙΣΤΟΝ ΑΥΞΟΤΡΟΦΙΑ ΤΟΥΣΤΗΝ ΟΜΑΔΑ ΤΟΥ ΑΣΠΑΡΤΙΚΟΥ ΟΞΕΟΣ ΚΑΙ ΣΥΓΧΡΟΝΩΣ ΕΙΝΑΙ ΑΝΘΕΚΤΙΚΟ ΣΤΟΝ ΠΑΡΕΜΠΟΔΙΣΤΗ ΑΑΗ. ΕΠΙΣΗΣ ΜΕΤΑΞΥ ΤΩΝ ΜΕΤΑΛΛΑΓΜΕΝΩΝ ΕΥΑΙΣΘΗΤΩΝ ΣΤΕΛΕΧΩΝ ΣΤΟ FP, ΤΡΙΑ ΣΤΕΛΕΧΗ (5, 14, 18 FPS) ΠΑΡΟΥΣΙΑΖΟΥΝ ΥΠΕΡ-ΔΙΠΛΑΣΙΑΣΜΟ ΤΗΣ ΠΑΡΑΓΩΓΗΣ ΤΗΣ ΛΥΣΙΝΗΣ, ΤΟΣΤΕΛΕΧΟΣ 30 FPS ΤΕΤΡΑΠΛΑΣΙΑΣΜΟ, ΤΟ 32 FPS ΠΕΝΤΑΠΛΑΣΙΑΣΜΟ, ΕΝΩ ΤΟ 28 FPS ΠΑΡΑΓΕΙ ΠΕΡΙΠΟΥ 1,29/L ΕΞΩΚΥΤΤΑΡΙΚΗ ΛΥΣΙΝΗ.