Отримання штаму-продуценту Васillus subtilis з підвищеним накопиченням рибофлавіну

  • М. М. Радченко Інститут харчової біотехнології та геноміки НАН України, Україна, 04123, м. Київ, вул. Осиповського, 2а
  • Г. С. Андріяш Інститут харчової біотехнології та геноміки НАН України, Україна, 04123, м. Київ, вул. Осиповського, 2а
  • Н. Є. Бейко Інститут харчової біотехнології та геноміки НАН України, Україна, 04123, м. Київ, вул. Осиповського, 2а
  • О. О. Тігунова Інститут харчової біотехнології та геноміки НАН України, Україна, 04123, м. Київ, вул. Осиповського, 2а
  • С. М. Шульга Інститут харчової біотехнології та геноміки НАН України, Україна, 04123, м. Київ, вул. Осиповського, 2а
DOI: https://doi.org/10.7124/FEEO.v31.1488
Ключові слова: Васillus subtilis, штам-продуцент, рибофлавін, хімічний мутагенез

Анотація

Мета. Метою роботи було підвищення накопичення рибофлавіну штамом-продуцентом Bacillus subtilis IMB B-7797 за допомогою хімічного мутагенезу. Методи. Для досягнення мети використовували метод оброблення штаму-продуценту хімічним мутагеном N-метил-N-нітро-N-нітрозогуанідином із подальшим культивуванням отриманого клону та визначенням накопичення рибофлавіну. Результати. В результаті дії хімічного мутагену на B. subtilis IMB B-7797 отримано мутантний штам B. subtilis IFBG NTG2, який за морфологічними ознаками (колір, розмір, форма колоній) і накопиченням рибофлавіну відрізнявся від вихідної культури. Висновки. В результаті дії хімічного мутагену на B. subtilis IMB B-7797 отримано мутантний штам B. subtilis IFBG NTG2, який за морфологічними ознаками (колір, розмір, форма колоній) і накопиченням рибофлавіну відрізнявся від вихідної культури. Отриманий штам-продуцент рибофлавіну B. subtilis IFBG NTG2 накопичував рибофлавін майже на 9% більше (14,8 г/дм3), ніж вихідний штам (13,9 г/дм3). Штам B. subtilis IFBG NTG2 в подальшому пропонується для використання в промисловій технології рибофлавіну і створення на його основі рекомбінантного штаму для надсинтезу рибофлавіну.

Посилання

Revuelta J. L., Ledesma-Amaro R., Lozano-Martinez P., Díaz-Fernández D., Buey R.M., Jiménez A. Bioproduction of riboflavin: a bright yellow history. J Ind Microbiol Biotechnol. 2016. Vol. 44 (4–5). P. 659–665. doi: 10.1007/s10295-016-1842-7.

Schwechheimer S.K., Park E.Y., Revuelta J.L., Becker J., Wittmann C. Biotechnology of riboflavin. Appl Microbiol Biotechnol. 2016. Vol. 100 (5). P. 2107–2119. doi: 10.1007/s00253-015-7256-z.

Survase S.A., Bajaj I.B., Singhal R.S. Biotechnological Production of Vitamins. Food Technology and Biotechnology. 2006. Vol. 44 (3). P. 381–396.

Revuelta J.L., Buey R.M., Ledesma-Amaro R., Vandamme E.J. Microbial biotechnology for the synthesis of (pro)vitamins, biopigments and antioxidants: challenges and opportunities. Microbial biotechnology. 2016. Vol. 9 (5). P. 564–567. doi: 10.1111/1751-7915.12379.

Lim S.H., Choi J.S., Park E.Y. Microbial production of riboflavin using riboflavin overproducers, Ashbya gossypii, Bacillus subtilis, and Candida famata: An overview. Biotechnol. Bioproc. Eng. 2001. Vol. 6. P. 75–88. doi: 10.1007/bf02931951.

You J., Pan X., Yang C., Du Y., Osire T., Yang T., Zhang X., Xu M., Xu G., Rao Z. Microbial production of riboflavin: Biotechnological advances and perspectives. Metabolic Engineering. 2021. Vol. 68. P. 46–58. doi: 10.1016/j.ymben.2021.08.009.

Stahmann K.P., Revuelta J.L., Seulberger H. Three biotechnical processes using Ashbya gossypii, Candida famata, or Bacillus subtilis compete with chemical riboflavin production. Applied Microbiology and Biotechnology. 2000. Vol. 53 (5). P. 509–516. doi: 10.1007/s002530051649.

Tajima S., Itoh Y., Sugimoto T., Kato T., Park E. Y. Increased Riboflavin Production from Activated Bleaching Earth by a Mu-tant Strain of Ashbya gossypii. Journal of Bioscience and Bioengineering. 2009. Vol. 108 (4). Р. 325–329. doi: 10.1016/j.jbiosc.2009.04.021.

Schmidt G., Stahmann K. P., Kaesler B., Sahm H. Correlation of isocitrate lyase activity and riboflavin formation in the riboflavin overproducer Ashbya gossypii. Microbiology. 1996. Vol. 142. Р. 419–426. doi: 10.1099/13500872-142-2-419.

Jiménez A., Santos M. A., Pompejus M., Revuelta J. L. Metabolic Engineering of the Purine Pathway for Riboflavin Production i Ashbya gossypii. Applied and Environmental Microbiology. 2005. Vol. 71 (10). Р. 5743–5751. doi: 10.1128/AEM.71.10.5743-5751.2005.

Bacher A., Eberhardt S., Fischer M., Kis K., Richter G. Biosynthesis of vitamin B2 (Riboflavin). Annu. Rev. Nutr. 2000. Vol. 20. P. 153–167. doi: 10.1146/annurev.nutr.20.1.153.

Massey V. The Chemical and Biological Versatility of Riboflavin. Biochemical Society Transactions. 2000. Vol. 28 (4). P. 283–296.

Averianova L.A., Balabanova L.A., Son O.M., Podvolotskaya A.B., Tekutyeva L.A. Production of Vitamin B2 (Riboflavin) by Microorganisms: An Overview. Front. Bioeng. Biotechnol. 2020. Vol. 8. P. 570828. doi: 10.3389/fbioe.2020.570828.

Adrio Jose L., Demain Arnold L. Genetic improvement of processes yielding microbial products. FEMS Microbiology Reviews. 2006. Vol. 30 (2). P. 187–214. doi: 10.1111/j.1574-6976.2005.00009.x.

Radchenko M.M., Tigunova O.O., Zelena L.B., Beiko N.Ye., Andriiash H.S., Shulga S.M. Phylogenetic analysis of the Bacillus subtilis IFBG MK-2 strain and riboflavin production by its induced clones. Cytol Genet. 2021. Vol. 55 (2). P. 145–151. doi: 10.3103/S0095452721020134.