Удосконалення біотехнології мікробного екзополісахариду етаполану на етанолі

Abstract

Визначено особливості енергетичного й конструктивного метаболізму С2-субстратів у Acinetobacter sp. В-7005 — продуцента екзополісахариду етаполану, виявлено сайти метаболічного лімітування і розроблено підходи до їх усунення. Показано, що «вузьким» місцем метаболізму етанолу в Acinetobacter sp. В-7005 є асиміляція ацетату: реакція, що каталізується ацетил-КоА-синтетазою, є швидкістьлімітувальною. Встановлено умови культивування бактерій, що дають змогу усунути лімітування С2-метаболізму і підвищити у три рази активність ацетил-КоА-синтетази. За таких умов синтезується високоацильований етаполан зі ступенем ацилювання 3–15%. Середня молекулярна маса полісахариду становить 1,5 млн. і не змінюється у процесі виділення й очищення препарату. Підвищений вміст жирних кислот і висока молекулярна маса етаполану зумовлюють поліпшення реологічних властивостей його розчинів, що визначають практичну значущість цього полісахариду.

Определены особенности энергетического и конструктивного метаболизма С2-субстратов у Acinetobacter sp. В-7005 — продуцента экзополисахарида этаполана, выявлены сайты метаболического лимитирования и разработаны подходы к их устранению. Показано, что «узким» местом метаболизма этанола в Acinetobacter sp. В-7005 является ассимиляция ацетата: реакция, катализируемая ацетил-КоА-синтетазой, — скоростьлимитирующая. Установлены условия культивирования бактерий, позволяющие устранить лимитирование С2-метаболизма и повысить в три раза активность ацетил-КоА-синтетазы. В таких условиях синтезируется высокоацилированный этаполан со степенью ацилирования 3−15%. Средняя молекулярная масса полисахарида составляет 1,5 млн. и не изменяется в процессе выделения и очистки препарата. Повышенное содержание жирных кислот и молекулярная масса этаполана обусловливают улучшение реологических свойств его растворов, определяющих практическую ценность этого полисахарида.

The study is devoted to investigating of the basic stages of С2-compounds assimilation in Аcinetobacter sp. В-7005, to reveal «bottleneck» of С2-metabolism and to develop of approaches to their removal to improve process of microbial exopolysaccharide ethapolan synthesis. Limitation of ethanol metabolism in Acinetobacter sp. В-7005 by the rate of acetate assimilation in a reaction catalyzed by acetyl-CoA-synthetase, was shown. Basing on the investigations of С2-metabolism regulation the cultivation conditions were developed which allowed to increase the acetyl-CoA-synthetase activity in Acineto bacter sp. В-7005. Ethapolan synthesized under these conditions was characterized by high level of acylation (3−15%). Molecular mass of this polysaccharide was 1,5 million and was not changed during purification. Improved reological properties of ethapolan were associated with high molecular mass and increasing fatty acids content.