ОСОБЛИВОСТІ КУЛЬТИВУВАННЯ БАКТЕРІЙ ESCHERICHIA COLI ПРИ БІОСИНТЕЗІ ЛЕВОКАРНІТИНУ

Abstract

Предмет. Левокарнітин – це замінна амінокислота, яка виконує важливу функцію в організмі людини. Збільшення комерційного попиту на L-карнітин призвело до сплеску досліджень стосовно його біосинтезу за допомогою різних штамів мікроорганізмів. Через швидкоплинність умов культивування досить важко дослідити закони росту в середовищах, що динамічно змінюються. Мета. Дослідження основних властивостей бактерій Escherichia coli при культивуванні на різних поживних середовищах. Методи. Швидкість росту бактерій, активність промотора та рівень субстрату вимірювали за допомогою роботизованого аналізу з високою тимчасовою роздільною здатністю по всій кривій росту в пакетній культурі. Результати. Культивування штаму бактерії Escherichia coli для біосинтезу левокарнітину проводили на різних середовищах. Активний приріст біомаси на Агарі Мак-Конкі спостерігали через 72 години культивування, в той час як на агарі з жовчі приріст біомаси був меншим на 50%. Культивування бактерій Escherichia Coli досліджували за різними концентраціями азоту у вигляді NH4Cl та глюкози в поживних середовищах. Було виявлено, що за низьких концентрацій азоту (0,24 мМ) клітини раптово припиняють ріст, переходячи від максимального до нульового зростання протягом 27 хвилин. За найвищою концентрацією азоту 18,7 мМ, коли кількість азоту не  обмежується, клітини поступово сповільнюють ріст і переходять у стаціонарну фазу приблизно протягом 4 годин. На проміжних концентраціях азоту клітини спочатку поступово сповільнюють ріст, а потім його раптово припиняють, що відповідає закону Моно. Подібні результати було одержано при використанні глюкози як лімітуючого фактору. Дослідження промоторної активності різних генів виявило, що різка зупинка росту супроводжується пульсовою регуляцією експресії генів у відповідних шляхах асиміляції поживних речовин. Промоторна активність генів асиміляції азоту та вуглецю різко зростає в останньому поколінні перед припиненням росту. Сфера застосування результатів. Результати досліджень будуть використані для встановлення умов культивування мікроорганізмів за обмеженою концентрацією поживних речовин в субстраті.