Активаторы/ингибиторы процесса и влияние субстратов

Влияние температуры на рост Eremotheciumashbyi и биосинтез рибофлавина:

Таблица 1 [12]

Примечание: – отсутствует рост; + незначительный рост, колонии белого цвета; ++ хороший рост, колонии бледно-желтого цвета; +++ интенсивный рост, колонии ярко-желтые.Установлено, что нижняя предельная температура для E.ashbyi составляет 4 °С. Верхняя предельная температура равна 38 °С–при этой температуре еще наблюдается незначительный рост гриба, а уже при 39 °С роста мицелия не наблюдается и восстановления роста при 28 °С не происходит.Известно, что отсутствие роста при высоких температурах может быть обусловлено нарушением деятельности ферментов, снижением коэффициента дыхания, усилением гидролитических процессов в клетках, отравлением протоплазмы вредными продуктами распада, в частности аммиаком.

Влияние рН на выход рибофлавина:

Таблица 2 [13]

Установлено, что количество рибофлавина при культивировании E.ashbyi имеет тенденцию к увеличению с ростом уровня начального рН в питательной среде характеризуется максимумом при рН 7,5, максимум накопления биомассы наблюдается при рН 5,5–6,0.

Влияние источника углерода на выход рибофлавина:

Таблица 3 [14]

Глюкоза оказывает положительное влияние на рост клеток и накопление биомассы, но может оказывать отрицательное влияние на биосинтез рибофлавинавысокими концентрациями. Поэтому в процессе ферментации крайне важно осуществлять контроль концентрации глюкозы, чтобыне только избежать ингибирования роста, связанного с субстратом, но также снизить ингибирование биосинтеза рибофлавина за счет высоких концентраций углеродного субстрата.

Влияние источников азота на выход рибофлавина:

Таблица 4 [14]

Дрожжевой автолизат оказал значительное положительное влияние на биосинтез рибофлавина, в котором была получена самая высокая продукция рибофлавина (1024,29±60,16 мг/л).

Влияние кислорода и перемешивания: одним из важных факторов процесса глубинного культивирования E. Ashbyi является перемешивание культуральной жидкости, что способствует выравниванию растворенных компонентов питательной среды, кислорода и продуктов метаболизма по всему объему. В результате оптимизации этого процесса может быть сильно повышена его производительность и снижены энергетические затраты. Исследование влияния перемешивания на накопление биомассы и рибофлавина для штамма E. ashbyi проводились на роторных качалках, осуществлявших 70 об/мин и 180 об/мин и без перемешивания (б/п) в стационарных условиях.Установлено, что максимальное количество рибофлавина синтезировалось при перемешивании 180 об/мин - 200,51±1 мг/л, что на 70% больше, чем при перемешивании 70 об/мин. Получение максимального количества биомассы происходит при незначительном уровне перемешивания (70 об/мин). Незначительные обороты перемешивающего устройства способствуют накоплению биомассы, при этом рибофлавин синтезируется в незначительном количестве.более интенсивноеперемешивания приводит к усилению флавиногенезу.По отношению к кислороду изучаемые микроорганизмы являются аэробами в условиях поверхностного и глубинного культивирования. При инкубировании в строго анаэробных условиях отмечалось отсутствие роста всех изученных штаммов [13].

Активаторы: доказано, что в условиях оксидативного стресса, который создавался с помощью Н₂О₂, наблюдается увеличение выхода рибофлавина. Рибофлавин выступает в качестве кофермента для окислительно-восстановительных ферментов.Дефицит рибофлавина может влиять наантиоксидантные свойства глутатиона и приводить к нарушениям антиоксидантного потенциала в клетках.Одно из наиболее важных антиоксидантныхсвойств глутатиона—деактивация пероксидов,таких как гидроперекись. Эта активность глутатиона опосредуется действием фермента глюкозопероксидазы. Данный фермент передаёт ионыводорода из восстановленного глутатиона в липидные перекиси и переводит его в окисленнуюформу. Из данного механизма становитсяпонятным, почему дефицит рибофлавина можетусиливать процессы перекисного окисления липидов в тканях.Биосинтез рибофлавина грибом E. ashbyii стимулируют липиды. Так, при добавлении в питательную среду кукурузного или соевого масла выход рибофлавина увеличивается вдвое. Хороший эффект достигнут при использовании в концентрации от 0,5 до 1,0 % отходов масложировых комбинатов. Пиримидиновые и пуриновые основания являются предшественниками образования рибофлавина и также могут быть использованы для интенсификации его биосинтеза. Лучшим стимулятором является ксантин, который вносится в культуральную жидкость при достижении продуцентом стационарной фазы, характеризующиеся началом биосинтеза рибофлавина [16].

Ингибиторы: при исследовании влияния инозитола на биосинтез рибофлавина Eremotheciumashbyi установлено, что в E. ashbyi происходит угнетение синтеза рибофлавина на 92%. Показано, что мио-инозитол снижает экспрессию гена RIB₁ (кодирует гуанозинтрифосфатциклогидролазу II) в культуре E. Ashbyi [15].