БІОСИНТЕЗ РАМНОЛІПІДІВ PSEUDOMONAS AERUGINOSA ONU 301 ЗА ПРИСУТНОСТІ ЕКЗОГЕННОГО СИГНАЛЬНОГО ХІНОЛОНУ

Мухліс Абедалабас, М. Б. Галкін, Т. О. Філіпова

Анотація


Мета: дослідження біосинтезу рамноліпідів P. aeruginosa ONU 301 та активності рамнозилтрансферази 2 за присутності екзогенної сигнальної молекули – 2-гептил-3-гідрокси-4-хінолону (PQS). Методи. Pseudomonas aeruginosa ONU 301 культивували у середовищі Гісса с 2% глюкози при 37 оС 24 год. Дослідження проводили в системі планктон–біоплівка у 48-лункових планшетах «Nunclon». Виділення дирамноліпідів проводили за використання ТШХ на пластинах Alugram Sil G/UV 254. Дирамноліпіди елюювали з пластин і визначали їх кількісний вміст за допомоги орцинового тесту. Активність рамнозилтрансферази 2 (RhlC) аналізували у безклітинному екстракті за реакцією приєднання L-рамнози до монорамноліпіду. 2-гептил-3-гідрокси-4-хінолон був синтезований у Біотехнологічному науково-навчальному центрі ОНУ імені І.І. Мечникова. Результати. Через 16 годин вміст рамноліпідів перевищував рівень контролю приблизно у 4,2 рази. Через 24 години вміст біосурфактантів в присутності 80 мкМ PQS становив 16,0 мг/мл проти 3,7 мг/мл за відсутності PQS. Вміст дирамноліпідів у контрольній культурі через 8 год був меншим ніж монорамноліпідів, у той же час, через добу його рівень був більшим у 2,86 разу. Співвідношення дирамноліпід/монорамноліпід через 24 год підвищувалося у 1,25; 1,55 та 2,25 разу за присутності 40, 60 і 80 мкМ сигнального хінолону, відповідно. Внесення PQS одночасно з інокуляцією суттєво індукувало активність RhlC у порівнянні з контролем. Так, через вісім годин за присутності 40, 60 або 80 мкМ PQS активність рамнозилтрансферазы 2 зростала у 1,5; 1,9 і 2,2 рази у порівнянні з контролем. Через 24 години ферментативна активність перевищувала контроль на 45%, 85% та 110%, відповідно. Висновки. Сигнальний хінолон Pseudomonas aeruginosa (PQS) може бути використаний в біотехнології для підвищення виходу біосурфактантів та збагачення їх суміші дирамноліпідами.


Ключові слова


Pseudomonas aeruginosa дирамноліпіди; PQS; рамнозілтрансфераза 2

Повний текст:

PDF (English)

Посилання


Abdel-Mawgoud A.M., Hausmann R., Lépine F., Müller M.M., Déziel E. Rhamnolipids: Detection, Analysis, Biosynthesis, Genetic Regulation, and Bioengineering of Production / In: G. Soberoґn‐Chaґvez (ed.), Biosurfactants. From Genes to Application // Springer-Verlag Berlin Heidelberg. – 2011. – VIII. – P. 13–55. 2. Burger M.M., Glaser L., Burton R.M. The enzymatic synthesis of a rhamnosecontaining glycolipid by extracts of Pseudomonas aeruginosa // J. Biol. Chem. – 1963. – V. 238. – P. 2595–2602. 3. Diggle S.P., Winzer K., Chhabra S.R., Worrall K.E., Camara M., Williams P. The Pseudomonas aeruginosa quinolone signal molecule overcomes the cell density-dependency of the quorum sensing hierarchy, regulates rhl-dependent genes at the onset of stationary phase and can be produced in the absence of LasR // Mol. Microbiol. – 2003. – V. 50. – P. 29–43. 4. Koch A. K., Kappeli O., Fiechter A., Reiser J. Hydrocarbon assimilation and biosurfactant production in Pseudomonas aeruginosa mutants. // J. Bacteriol. – 1991. – V. 173. – P. 4212–4219. 5. Lowry O.H., Rosebrough N.J., Farr A.L., Randall R.J. Protein measurement with the Folin phenol reagent // J. Biol. Chem. – 1951. – V. 193. – P. 265–275. 6. McKnight S.L., Iglewski B.H., Pesci E.C. The Pseudomonas quinolone signal regulates rhl quorum-sensing in Pseudomonas aeruginosa // J. Bacteriol. – 2000. – V. 182. – P. 2702–2708. 7. Mukhlis Abedalabas, Galkin N.B., Pachomova E.Yu., Filipova T.O. Influence of the exogenous quorum sensing autoinducers on Pseudomonas aeruginosa rhamnolipids biosynthesis // Microbiol. & Biotechnol. – 2013. – V. 4(24). – P. 38–45. 8. Nguyen T.T., Youssef N.H., McInerney M.J., Sabatini D.A. Rhamnolipid biosurfactant mixtures for environmental remediation // Water Research. – 2008. – V. 42. – P. 1735–1743. 9. Peker S., Helvaci S. S., Özdemir G. Interface-subphase interactions of rhamnolipids in aqueous rhamnose solutions // Langmuir. – 2003 – V. 19. – P. 5838–5845. 10. Piljac G., Piljac V. Pharmaceutical preparation based on rhamnolipid. // USA Patent № 5455232, 3 Oct. 1995. 11. Rahim R., Ochsner U.A., Olvera C., Graninger M., Messner P., Joseph S. Lam J.S., Soberon-Chavez G. Cloning and functional characterization of the Pseudomonas aeruginosa rhlC gene that encodes rhamnosyltransferase 2, an enzyme responsible for di-rhamnolipid biosynthesis // Mol. Microbiol. – 2001. –V. 40. – P. 708–718. 12. Soberon-Chavez G., Lepine F., Deziel E. Production of rhamnolipids by Pseudomonas aeruginosa // Appl. Microbiol. Biotechnol. – 2005. – V. 68. – P. 718–725. 13. Vatsa P., Sanchez L., Clement C., Baillieul F., Dorey S. Rhamnolipid biosurfactants as new players in animal and plant defense against microbes // Int J Molecular Sci. – 2010. – V. 11. – P. 5095–5108. 14. Wadekar S.D., Kale S.B., Lali A.M., Bhowmick D.N., Pratap A.P. Microbial synthesis of rhamnolipids by Pseudomonas aeruginosa (ATCC 10145) on waste frying oil as low cost carbon source // Prep. Biochem. & Biotechnol. – 2012. – V. 42. – P. 249–266. 15. Wang Q.H., Fang X.D., Bai B.J., Liang X.L., Shuler P.J., Goddard W.A., Tang Y.C. Engineering bacteria for production of rhamnolipid as an agent for enhanced oil recovery // Biotech. Bioeng. – 2007. – V. 98. – P. 842–853. 16. Wild M., Caro A.D., Miller R.M., Soberon-Chavez G. Selection and partial characterization of a Pseudomonas aeruginosa mono-rhamnolipid deficient mutant // FEMS Microbiol. Lett. – 1997. – V. 153. – P. 279–285.


Пристатейна бібліографія ГОСТ






DOI: https://doi.org/10.18524/2307-4663.2014.2(26).48255

Посилання

  • Поки немає зовнішніх посилань.


Creative Commons License
Ця робота ліцензована Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License.

ISSN 2076-0558 (Print); 2307-4663 (Online)