Биохимия и аналитическая биохимия

Абстрактный

Биотехнологический конгресс 2015 г.: Влияние условий роста (температуры и подачи кислорода) на сорбцию марганца (II) жизнеспособными и автоклавированными штаммами Lactococcuslactisvar.lactis NCIMB 6681 - Сандра БорковскаХерто - Университет Глазго Каледониан

Сандра Борковска-Эрто, Колин Хантер и Алистер Сазерленд

Марганец (II) является необходимым элементом, необходимым для нормального роста и развития людей, животных и растений, однако он имеет тенденцию накапливаться в некоторых организмах, что приводит к более высокому, потенциально токсичному, уровню в пищевой цепи. Сорбционные свойства Mn2+ Lactococcus lactisvar.lactis, непатогенной бактерии, широко используемой в молочной промышленности, изучались в зависимости от четырех условий роста: Клетки культивировались аэробно и с пониженным содержанием кислорода при 30°C и 37°C. Кроме того, сравнивались биосорбционные свойства живых и автоклавированных клеток. L. lactis показал очень конкурентоспособную способность сорбировать Mn2+ в течение 5 дней, а дрейфы pH в экспериментальных суспензиях продемонстрировали участие механизмов ионного обмена в сорбции Mn2+. Жизнеспособность L. lactis во время экспериментов по сорбции изучалась с помощью серийных разведений и методов чашечного подсчета, при этом наибольшее снижение числа клеток наблюдалось при времени контакта 24 и 72 часа. Сорбционная способность живых L. lactis, выращенных в четырех различных условиях, по отношению к Mn(II) составила 34–50 мг/гсв. Автоклавированная биомасса показала гораздо более низкую сорбционную способность (20–39 мг/гсв), но этот диапазон является одним из самых высоких значений сорбционной способности по отношению к Mn2+, наблюдавшихся в предыдущих исследованиях с использованием различных (неживых) биомасс. Полученные результаты являются первым отчетом, показывающим сорбцию Mn2+ жизнеспособными и автоклавированными клетками L. lactis в зависимости от различных условий роста и нагрузки металлами. Это также одна из первых работ, исследующих разницу между жизнеспособными и мертвыми микробными клетками. Бактериоцин ST34BR, небольшой полипептид 2,9 кДа, вырабатываемый Lactococcus lactis subsp. lactis ST34BR, препятствует развитию Enterococcus faecalis, Escherichia coli, Lactobacillus plantarum, Lactobacillus casei, Pseudomonas aeruginosa и Staphylococcus aureus. Исходный материал MRS, акклиматизированный к pH 6,0, дал 6400 AU/мл, в отличие от 400 AU/мл, зарегистрированных в исходном материале BHI, исходном материале M17, 10% (w/v) соевом молоке и 8% и 10% (w/v) патоке. При pH 4,5 было получено всего 800 AU/мл. Ввиду аналогичных исследований исходного материала MRS без природного азота, улучшенного различными смесями триптона, мясного концентрата и отдельных дрожжей, триптон был выделен как укрепляющее азотистое соединение. Развитие в присутствии 20 г/л глюкозы, мальтозы, маннозы или сахарозы дало уровни бактериоцина 6400 AU/мл, хотя аналогичная централизация лактозы и фруктозы дала 3200 AU/мл и 1600 AU/мл по отдельности. Не было зафиксировано различий в действии бактериоцина ST34BR в среде MRS, обогащенной 2 г/л K2HPO4 и 2 г/л, 5 г/л, 10 г/л или 50 г/л KH2PO4. Тем не менее, 20 г/л KH2PO4 увеличили образование бактериоцина ST34BR до 12800 AU/мл. Глицерин в концентрации от 1 г/л до 10 г/л в исходном растворе MRS снизил движение бактериоцина до 3200 AU/мл, тогда как 20 г/л и 50 г/л дали только 1600 AU/мл. Близость цианокобаламина, L �? � аскорбиновой кислоты, тиамина и dl �? � 6,8 �?тиоктовая кислота в среде MRS в концентрации 1,0 ppm по отдельности не вызывала расширенных уровней действия. (© 2004 WILEY �? � VCH Verlag GmbH and Co. KGaA, Weinheim) Кислород является важным фактором как выносливости, так и смертности потребляющих кислород форм жизни. Для факультативного анаэроба Lactococcus lactis кислород эффективно влияет как на развитие, так и на выносливость. Мы полагаем, что кислород может быть полезен для L. lactis, если гем доступен в циркулирующем воздухе во время развития. Временные рамки развития расширяются, а выносливость на длительных расстояниях особенно улучшается по сравнению с результатами, полученными в стандартных условиях старения. Мы думали, что улучшенное развитие и выносливость могут быть связаны с ограничением L. lactis испытывать дыхание. Чтобы проверить эту мысль, мы подтвердили, что метаболическое поведение лактококков в присутствии кислорода и гемина надежно при дыхании и наиболее четко выражено на поздних стадиях развития. В то время мы использовали наследственный способ справиться с демонстрацией сопутствующего. (I) Ген cydA, кодирующий цитохром d-оксидазу, необходим для дыхания и принимает на себя непосредственную работу по использованию кислорода. Сочленение cydA активируется на поздних стадиях развития в условиях дыхания. (ii) Ген hemZ, кодирующий феррохелатазу, которая преобразуется из протопорфирина IX в гем, необходим для дыхания, если предшественник, в отличие от последнего элемента гема, присутствует в среде. Поразительно, но выносливость, улучшенная дыханием, наблюдается у штамма с недостаточностью супероксиддисмутазы, что подчеркивает физиологические различия между созревающими и дышащими лактококками. Эти исследования подтверждают респираторное пищеварение у L. lactis и предполагают, что это живое существо может быть лучше приспособлено к дыханию, чем к обычному ферментативному пищеварению. Ядовитое воздействие кислорода на клетки является центральным моментом в созревании и смертности. Кислородная токсичность приписывается действию восприимчивых форм кислорода, которые атакуют белки, липиды и нуклеиновые кислоты. Воздействие кислорода было широко сконцентрировано с использованием бактериальных моделей, в основном с факультативно дышащей бактерией Escherichia coli.

In this model, breath itself is embroiled as a wellspring of oxidative harm in E. coli. It has been proposed that the shutdown of breath in supplement constrained conditions may diminish responsive oxygen species levels and in this way improve E. coli endurance. Ongoing proof further recommends that endurance is supported by moving cells to anaerobic conditions during passage into fixed stage. Current data on the impacts of oxygen is predominantly founded on breathing living beings. In that capacity, the subject of what anaerobes do within the sight of oxidative pressure has been investigated close to nothing. It is assumed that these creatures adapt to worry similarly as aerobes, then again, actually their barrier frameworks, which may incorporate superoxide dismutases (SODs) and catalases, might be progressively restricted. Be that as it may, there has been no exhibition to date that reactions of anaerobes to an oxidative domain are unsurprising from the conduct of breathing microbes. The impacts of oxygen have been analyzed with Lactococcus lactis, a gram-positive facultative anaerobe with a fermentative digestion that can utilize various sugars to create essentially l-(+)- lactic corrosive. Oxygenation of societies brings about a changed redox state and more prominent NADH oxidase action; as a result, sugar aging is moved toward blended aging, and acidic corrosive, formic corrosive, CO2, ethanol, and acetoin, just as lactic corrosive, are created. Regardless of its grouping as an anaerobe and studies that have concentrated almost altogether on its fermentative digestion, results got around 30 years prior proposed that L. lactis can experience respiratory development, given that heme is added to circulated air through societies; this view was upheld by an exhibition of adjusted metabolic final results, cytochrome arrangement, and hemin-subordinate oxygen take-up. Nonetheless, later investigations of a L. lactis subsp. diacetylactis strain proposed that breath doesn't happen under these conditions, as cytochromes couldn't be recognized.

To date this inquiry has not been additionally investigated, and the results of respiratory development have not been examined. The harmful impacts of oxygen on L. lactis development and endurance have been uncovered by a few examinations under maturation conditions. Development is supposedly restrained by oxygen, and delayed air circulation of lactococcal societies can prompt cell passing and DNA corruption. Oxygen harmfulness might be because of development of hydrogen peroxide and hydroxyl radicals. In contrast to E. coli, L. lactis has a solitary SOD and no catalase. It was discovered that the expansion of exogenous catalase improved endurance of L. lactis cells presented to oxygen. These outcomes recommend that L. lactis may not be completely prepared to withstand the poisonous impacts of an oxidative domain.

Наши исследования вреда кислорода побудили нас расчленить конструктивные результаты расширения экзогенной каталазы на развитие и выносливость L. lactis. Поскольку каталаза содержит гемовое ядро ​​(в котором железо связано с атомом порфирина), мы изначально проанализировали воздействие кислорода в присутствии гема. Мы подтвердили, что L. lactis оснащен для респираторного развития, в соответствии с предыдущей работой. Условия дыхания приводят к улучшенному развитию и захватывающему увеличению долгосрочной выносливости по сравнению с развитием в обычных условиях старения. Наблюдаемые фенотипы требуют безупречного качества cydA, которое кодирует цитохром d оксидазу. В условиях дыхания созревание происходит во время начального развития, в то время как дыхание наиболее заметно на поздней экспоненциальной стадии. (Основное оральное соответствие дыхания и его последствий для лактококков было впервые представлено на конференции по молочной кислоте в Велдховене, Голландия, в сентябре 1999 года.