PL217162B1 - Sposób otrzymywania ektoiny - Google Patents
Sposób otrzymywania ektoinyInfo
- Publication number
- PL217162B1 PL217162B1 PL395782A PL39578211A PL217162B1 PL 217162 B1 PL217162 B1 PL 217162B1 PL 395782 A PL395782 A PL 395782A PL 39578211 A PL39578211 A PL 39578211A PL 217162 B1 PL217162 B1 PL 217162B1
- Authority
- PL
- Poland
- Prior art keywords
- ectoine
- temperature
- bacteria
- medium
- inoculation
- Prior art date
Links
- WQXNXVUDBPYKBA-UHFFFAOYSA-N Ectoine Natural products CC1=NCCC(C(O)=O)N1 WQXNXVUDBPYKBA-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims description 27
- WQXNXVUDBPYKBA-YFKPBYRVSA-N ectoine Chemical compound CC1=[NH+][C@H](C([O-])=O)CCN1 WQXNXVUDBPYKBA-YFKPBYRVSA-N 0.000 title claims description 27
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 14
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 15
- 241000894006 Bacteria Species 0.000 claims description 12
- OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N Methanol Chemical compound OC OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 12
- FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M Sodium chloride Chemical compound [Na+].[Cl-] FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 11
- 239000003245 coal Substances 0.000 claims description 9
- 239000002609 medium Substances 0.000 claims description 6
- 239000011435 rock Substances 0.000 claims description 6
- 239000011780 sodium chloride Substances 0.000 claims description 6
- QKNYBSVHEMOAJP-UHFFFAOYSA-N 2-amino-2-(hydroxymethyl)propane-1,3-diol;hydron;chloride Chemical compound Cl.OCC(N)(CO)CO QKNYBSVHEMOAJP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 4
- 239000006911 nms medium Substances 0.000 claims description 4
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 241001264650 Methylocaldum Species 0.000 claims description 3
- 241000589966 Methylocystis Species 0.000 claims description 3
- 241001533203 Methylomicrobium Species 0.000 claims description 3
- 241000589354 Methylosinus Species 0.000 claims description 3
- 239000000872 buffer Substances 0.000 claims description 3
- 230000012010 growth Effects 0.000 claims description 3
- 230000001450 methanotrophic effect Effects 0.000 claims description 3
- 238000002604 ultrasonography Methods 0.000 claims description 3
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 claims description 2
- 239000006228 supernatant Substances 0.000 claims description 2
- 238000011081 inoculation Methods 0.000 claims 3
- 230000027455 binding Effects 0.000 description 5
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 5
- 108090000623 proteins and genes Proteins 0.000 description 5
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 4
- NOESYZHRGYRDHS-UHFFFAOYSA-N insulin Chemical compound N1C(=O)C(NC(=O)C(CCC(N)=O)NC(=O)C(CCC(O)=O)NC(=O)C(C(C)C)NC(=O)C(NC(=O)CN)C(C)CC)CSSCC(C(NC(CO)C(=O)NC(CC(C)C)C(=O)NC(CC=2C=CC(O)=CC=2)C(=O)NC(CCC(N)=O)C(=O)NC(CC(C)C)C(=O)NC(CCC(O)=O)C(=O)NC(CC(N)=O)C(=O)NC(CC=2C=CC(O)=CC=2)C(=O)NC(CSSCC(NC(=O)C(C(C)C)NC(=O)C(CC(C)C)NC(=O)C(CC=2C=CC(O)=CC=2)NC(=O)C(CC(C)C)NC(=O)C(C)NC(=O)C(CCC(O)=O)NC(=O)C(C(C)C)NC(=O)C(CC(C)C)NC(=O)C(CC=2NC=NC=2)NC(=O)C(CO)NC(=O)CNC2=O)C(=O)NCC(=O)NC(CCC(O)=O)C(=O)NC(CCCNC(N)=N)C(=O)NCC(=O)NC(CC=3C=CC=CC=3)C(=O)NC(CC=3C=CC=CC=3)C(=O)NC(CC=3C=CC(O)=CC=3)C(=O)NC(C(C)O)C(=O)N3C(CCC3)C(=O)NC(CCCCN)C(=O)NC(C)C(O)=O)C(=O)NC(CC(N)=O)C(O)=O)=O)NC(=O)C(C(C)CC)NC(=O)C(CO)NC(=O)C(C(C)O)NC(=O)C1CSSCC2NC(=O)C(CC(C)C)NC(=O)C(NC(=O)C(CCC(N)=O)NC(=O)C(CC(N)=O)NC(=O)C(NC(=O)C(N)CC=1C=CC=CC=1)C(C)C)CC1=CN=CN1 NOESYZHRGYRDHS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 241000725303 Human immunodeficiency virus Species 0.000 description 3
- 101710149951 Protein Tat Proteins 0.000 description 3
- 229940058307 antinematodal tetrahydropyrimidine derivative Drugs 0.000 description 3
- 230000006907 apoptotic process Effects 0.000 description 3
- 238000000855 fermentation Methods 0.000 description 3
- 230000004151 fermentation Effects 0.000 description 3
- 238000002955 isolation Methods 0.000 description 3
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 3
- 102000004169 proteins and genes Human genes 0.000 description 3
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 3
- 150000005326 tetrahydropyrimidines Chemical class 0.000 description 3
- KIIBBJKLKFTNQO-WHFBIAKZSA-N 5-hydroxyectoine Chemical compound CC1=N[C@H](C(O)=O)[C@@H](O)CN1 KIIBBJKLKFTNQO-WHFBIAKZSA-N 0.000 description 2
- 208000024827 Alzheimer disease Diseases 0.000 description 2
- 239000004475 Arginine Substances 0.000 description 2
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 241000713772 Human immunodeficiency virus 1 Species 0.000 description 2
- 102000004877 Insulin Human genes 0.000 description 2
- 108090001061 Insulin Proteins 0.000 description 2
- CSNNHWWHGAXBCP-UHFFFAOYSA-L Magnesium sulfate Chemical compound [Mg+2].[O-][S+2]([O-])([O-])[O-] CSNNHWWHGAXBCP-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- 241000588902 Zymomonas mobilis Species 0.000 description 2
- 230000003941 amyloidogenesis Effects 0.000 description 2
- ODKSFYDXXFIFQN-UHFFFAOYSA-N arginine Natural products OC(=O)C(N)CCCNC(N)=N ODKSFYDXXFIFQN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 230000002255 enzymatic effect Effects 0.000 description 2
- 238000000338 in vitro Methods 0.000 description 2
- 239000004615 ingredient Substances 0.000 description 2
- 229940125396 insulin Drugs 0.000 description 2
- JVTAAEKCZFNVCJ-UHFFFAOYSA-N lactic acid Chemical compound CC(O)C(O)=O JVTAAEKCZFNVCJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 244000005700 microbiome Species 0.000 description 2
- 230000036542 oxidative stress Effects 0.000 description 2
- 239000008188 pellet Substances 0.000 description 2
- FGIUAXJPYTZDNR-UHFFFAOYSA-N potassium nitrate Chemical compound [K+].[O-][N+]([O-])=O FGIUAXJPYTZDNR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 108090000765 processed proteins & peptides Proteins 0.000 description 2
- 230000017854 proteolysis Effects 0.000 description 2
- 230000001177 retroviral effect Effects 0.000 description 2
- 230000035882 stress Effects 0.000 description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 2
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 2
- 235000013619 trace mineral Nutrition 0.000 description 2
- 239000011573 trace mineral Substances 0.000 description 2
- 239000013598 vector Substances 0.000 description 2
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 2
- 239000010878 waste rock Substances 0.000 description 2
- OTPDWCMLUKMQNO-UHFFFAOYSA-N 1,2,3,4-tetrahydropyrimidine Chemical compound C1NCC=CN1 OTPDWCMLUKMQNO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 102000007371 Ataxin-3 Human genes 0.000 description 1
- KWIUHFFTVRNATP-UHFFFAOYSA-N Betaine Natural products C[N+](C)(C)CC([O-])=O KWIUHFFTVRNATP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 208000014644 Brain disease Diseases 0.000 description 1
- UXVMQQNJUSDDNG-UHFFFAOYSA-L Calcium chloride Chemical compound [Cl-].[Cl-].[Ca+2] UXVMQQNJUSDDNG-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 229910021580 Cobalt(II) chloride Inorganic materials 0.000 description 1
- 108020004414 DNA Proteins 0.000 description 1
- KCXVZYZYPLLWCC-UHFFFAOYSA-N EDTA Chemical compound OC(=O)CN(CC(O)=O)CCN(CC(O)=O)CC(O)=O KCXVZYZYPLLWCC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 208000032274 Encephalopathy Diseases 0.000 description 1
- 102000010911 Enzyme Precursors Human genes 0.000 description 1
- 108010062466 Enzyme Precursors Proteins 0.000 description 1
- 241000588724 Escherichia coli Species 0.000 description 1
- WQZGKKKJIJFFOK-GASJEMHNSA-N Glucose Natural products OC[C@H]1OC(O)[C@H](O)[C@@H](O)[C@@H]1O WQZGKKKJIJFFOK-GASJEMHNSA-N 0.000 description 1
- 241000544058 Halophila Species 0.000 description 1
- 102000004882 Lipase Human genes 0.000 description 1
- 108090001060 Lipase Proteins 0.000 description 1
- 239000004367 Lipase Substances 0.000 description 1
- 208000002569 Machado-Joseph Disease Diseases 0.000 description 1
- 229910021380 Manganese Chloride Inorganic materials 0.000 description 1
- GLFNIEUTAYBVOC-UHFFFAOYSA-L Manganese chloride Chemical compound Cl[Mn]Cl GLFNIEUTAYBVOC-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- KWIUHFFTVRNATP-UHFFFAOYSA-O N,N,N-trimethylglycinium Chemical compound C[N+](C)(C)CC(O)=O KWIUHFFTVRNATP-UHFFFAOYSA-O 0.000 description 1
- 229910004619 Na2MoO4 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910021586 Nickel(II) chloride Inorganic materials 0.000 description 1
- 208000036834 Spinocerebellar ataxia type 3 Diseases 0.000 description 1
- 241000187747 Streptomyces Species 0.000 description 1
- 102000004142 Trypsin Human genes 0.000 description 1
- 108090000631 Trypsin Proteins 0.000 description 1
- XSQUKJJJFZCRTK-UHFFFAOYSA-N Urea Chemical compound NC(N)=O XSQUKJJJFZCRTK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 241000700605 Viruses Species 0.000 description 1
- 230000001476 alcoholic effect Effects 0.000 description 1
- 150000001413 amino acids Chemical class 0.000 description 1
- 239000003443 antiviral agent Substances 0.000 description 1
- 229960003237 betaine Drugs 0.000 description 1
- 239000012075 bio-oil Substances 0.000 description 1
- 239000003225 biodiesel Substances 0.000 description 1
- 239000002551 biofuel Substances 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 239000001110 calcium chloride Substances 0.000 description 1
- 235000011148 calcium chloride Nutrition 0.000 description 1
- 229910001628 calcium chloride Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004202 carbamide Substances 0.000 description 1
- 238000005119 centrifugation Methods 0.000 description 1
- 229940106189 ceramide Drugs 0.000 description 1
- 150000001783 ceramides Chemical class 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 1
- 239000002537 cosmetic Substances 0.000 description 1
- 235000012343 cottonseed oil Nutrition 0.000 description 1
- 239000002385 cottonseed oil Substances 0.000 description 1
- 239000006071 cream Substances 0.000 description 1
- 231100000599 cytotoxic agent Toxicity 0.000 description 1
- 239000002619 cytotoxin Substances 0.000 description 1
- 238000004925 denaturation Methods 0.000 description 1
- 230000036425 denaturation Effects 0.000 description 1
- BNIILDVGGAEEIG-UHFFFAOYSA-L disodium hydrogen phosphate Chemical compound [Na+].[Na+].OP([O-])([O-])=O BNIILDVGGAEEIG-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 229910000397 disodium phosphate Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000019800 disodium phosphate Nutrition 0.000 description 1
- 239000003814 drug Substances 0.000 description 1
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 1
- 230000008014 freezing Effects 0.000 description 1
- 238000007710 freezing Methods 0.000 description 1
- 238000001415 gene therapy Methods 0.000 description 1
- 239000008103 glucose Substances 0.000 description 1
- 230000009036 growth inhibition Effects 0.000 description 1
- 230000008642 heat stress Effects 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-ZSJDYOACSA-N heavy water Substances [2H]O[2H] XLYOFNOQVPJJNP-ZSJDYOACSA-N 0.000 description 1
- 230000036039 immunity Effects 0.000 description 1
- 238000010874 in vitro model Methods 0.000 description 1
- 230000006698 induction Effects 0.000 description 1
- 239000003112 inhibitor Substances 0.000 description 1
- 230000005764 inhibitory process Effects 0.000 description 1
- 230000000977 initiatory effect Effects 0.000 description 1
- 230000000968 intestinal effect Effects 0.000 description 1
- 230000003834 intracellular effect Effects 0.000 description 1
- 208000028867 ischemia Diseases 0.000 description 1
- 235000014655 lactic acid Nutrition 0.000 description 1
- 239000004310 lactic acid Substances 0.000 description 1
- 235000019421 lipase Nutrition 0.000 description 1
- 229920002521 macromolecule Polymers 0.000 description 1
- 229910052943 magnesium sulfate Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000019341 magnesium sulphate Nutrition 0.000 description 1
- 239000011565 manganese chloride Substances 0.000 description 1
- 235000002867 manganese chloride Nutrition 0.000 description 1
- 230000001404 mediated effect Effects 0.000 description 1
- 230000006676 mitochondrial damage Effects 0.000 description 1
- 230000004682 mucosal barrier function Effects 0.000 description 1
- 210000003097 mucus Anatomy 0.000 description 1
- 210000003205 muscle Anatomy 0.000 description 1
- QMMRZOWCJAIUJA-UHFFFAOYSA-L nickel dichloride Chemical compound Cl[Ni]Cl QMMRZOWCJAIUJA-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 108020004707 nucleic acids Proteins 0.000 description 1
- 102000039446 nucleic acids Human genes 0.000 description 1
- 150000007523 nucleic acids Chemical class 0.000 description 1
- 235000015097 nutrients Nutrition 0.000 description 1
- 230000000065 osmolyte Effects 0.000 description 1
- 230000008723 osmotic stress Effects 0.000 description 1
- 239000000546 pharmaceutical excipient Substances 0.000 description 1
- 108010040003 polyglutamine Proteins 0.000 description 1
- 229920000155 polyglutamine Polymers 0.000 description 1
- 235000010333 potassium nitrate Nutrition 0.000 description 1
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 description 1
- 239000000047 product Substances 0.000 description 1
- 230000001737 promoting effect Effects 0.000 description 1
- 230000029983 protein stabilization Effects 0.000 description 1
- 238000010966 qNMR Methods 0.000 description 1
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 1
- 238000012216 screening Methods 0.000 description 1
- 239000013049 sediment Substances 0.000 description 1
- 235000015393 sodium molybdate Nutrition 0.000 description 1
- 239000011684 sodium molybdate Substances 0.000 description 1
- TVXXNOYZHKPKGW-UHFFFAOYSA-N sodium molybdate (anhydrous) Chemical compound [Na+].[Na+].[O-][Mo]([O-])(=O)=O TVXXNOYZHKPKGW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 235000013555 soy sauce Nutrition 0.000 description 1
- 230000000087 stabilizing effect Effects 0.000 description 1
- 239000008223 sterile water Substances 0.000 description 1
- 230000004960 subcellular localization Effects 0.000 description 1
- 230000035897 transcription Effects 0.000 description 1
- 238000013518 transcription Methods 0.000 description 1
- 150000003626 triacylglycerols Chemical class 0.000 description 1
- 239000012588 trypsin Substances 0.000 description 1
- NWONKYPBYAMBJT-UHFFFAOYSA-L zinc sulfate Chemical compound [Zn+2].[O-]S([O-])(=O)=O NWONKYPBYAMBJT-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 229910000368 zinc sulfate Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011686 zinc sulphate Substances 0.000 description 1
- 235000009529 zinc sulphate Nutrition 0.000 description 1
Landscapes
- Micro-Organisms Or Cultivation Processes Thereof (AREA)
- Preparation Of Compounds By Using Micro-Organisms (AREA)
Description
Przedmiotem wynalazku jest sposób otrzymywania ektoiny (kwas 1,4,5,6-tetrahydro-2-metylo-4-pirymidynokarboksylowy) przy udziale konsorcjum bakterii metanotroficznych (w tym: Methylosinus, Methylocaldum, Methylocystis, Methylomicrobium), zasiedlających odpadowe skały przywęglowe.
Ektoina jest aminokwasem działającym ochronnie na komórki, poddane czynnikom stresowym. Działanie ochronne ektoiny polega na zapobieganiu denaturacji białek, kwasów nukleinowych, biomembran i ochronie całych komórek przed stresem cieplnym, zamarzaniem, wysychaniem, promieniowaniem, działaniem mocznika i wysokiego zasolenia.
Istota stabilizującego działania ektoiny była badana w różnych procesach enzymatycznych w wysokiej temperaturze lub w obecności czynników denaturujących. Działanie ochronne ektoiny występuje niezależnie od źródła stresu oksydacyjnego (Knapp S, Ladenstein R, Galinski EA. Extrinsic protein stabilization by the naturally occurring osmolytes beta-hydroxyectoine and betaine. Extremophiles 1999;3:191-8).
Działanie ektoiny wpływa na trwałość struktury DNA, poprzez zwiększenie jego termostabilności (Lapidot A, Ben-Asher E, Eisenstein M. Tetrahydropyrimidine derivatives inhibit binding of a Tat-like, arginine-containing peptide, to HIV TAR RNA in vitro. FEBS Lett 1995;367:33-8, 1995).
Ektoina zachowuje aktywność białek chroniąc je przed proteolizą wywołaną przez trypsynę lub trypsynogeny (Kolp S, Pietsch M, Galinski EA, Gutschow M. Compatible solutes as protectants for zymogens against proteolysis. Biochim Biophys Acta 2006;1764:1234-42).
Wykazano, że ektoina jest bardzo efektywnym inhibitorem tworzenia amyloid, formowanych podczas rozwoju choroby Alzheimera (AD) i encefalopatii, obniżając zarówno fazę inicjacji jak i elongacji w badaniach, gdzie zastosowano jako model amyloid insuliny in vitro (Arora A, Ha C, Park CB. Inhibition of insulin amyloid formation by small stress molecules. FEBS Lett 2004;564:121-5). Ektoina ogranicza apoptozę poprzez zmniejszenie zgrupowania i zmianę rozkładu wewnątrzkomórkowego cytotoksyn (Furusho K, Yoshizawa T, Shoji S. Ectoine alters subcellular localization of inclusions and reduces apoptotic cell death induced by the truncated Machado-Joseph disease gene product with an expanded polyglutamine stretch. Neurobiol Dis 2005;20:170-8).
Ektoina efektywnie chroni śluz jelitowy i mięśniowy poprzez obniżenie poziomu ceramidów, jako mediatorów apoptozy i współtworzących stres oksydacyjny, prowadzący do uszkodzenia mitochondriów, wprowadzając ochronną barierę śluzu (Wei L, Wedeking A, Buttner R, Kalff JC, Tolba RH, van Echten-Deckert G. A natura tetrahydropyrimidine protects small bowel from cold ischemia and. Pathobiology 2009;76:212-20). Ektoina zwiększa imunoodporność na virusa (HIV) potwierdzaną w badaniach (Roy S, Delling U, Chen CH, Rosen CA, Sonenberg N. A bulge structure in HIV-1 TAR RNA is required for Tat binding and Tat-mediated. Genes Dev 1990;4:1365-73.; Dingwall C, Ernberg I, Gait MJ, Green SM, Heaphy S, Karn J, et al. Skinner MA.HIV-1 tat protein stimulates transcription by binding to a U-rich bulge in the stem of the TAR RNA structure. EMBO J 1990;9:4145-53) tak, że może być zalecana jako potencjalny czynnik antywirusowy (Lapidot A, Ben-Asher E, Eisenstein M. Tetrahydropyrimidine derivatives inhibit binding of a Tat-like, arginine-containing peptide, to HIV TAR RNA in vitro. FEBS Lett 1995;367:33-8).
Ze względu na fakt, że hydroksyektoinę charakteryzuje długi czas życia (czas połowicznego rozkładu 185 dni) może być stosowana jako wektor retrowirusowy w terapii genowej (Cruz PE, Silva AC, Roldao A, Carmo M, Carrondo MJT, Alves PM. Screening of novel excipients for improving the stability of retroviral and adenoviral vectors. Biotechnol Prog 2006;22:568-76).
Ektoina posiada nie tylko zdolność do stabilizacji białek i innych makromolekuł, lecz również jest w stanie chronić całe komórki, np. dodana do podłoża wstrzymuje inhibicję wzrostu E coli; zaistniałą w wyniku stresu temperaturowego i osmotycznego (Malin G, Lapidot A. Induction of synthesis of tetrahydropyrimidine derivatives in Streptomyces. J Bacteriol 1996;178:385-95). Ektoina służy również jako specyficzny osmoprotektant bakterii kwasu mlekowego Tetragenococus halophila, które są używane podczas fermentacji sosu sojowego. Wprowadzenie ektoiny powoduje wzrost prawidłowej kultury i wykorzystanie glukozy, oraz zapobiega wystąpieniu fermentacji alkoholowej przez Gram-ujemne bakterie Zymomonas mobilis (Zhang L, Lang Y, Wang C, Nagata S. Promoting effect of compatible solute ectoine on the ethanol fermentation by Zymomonas mobilis CICC10232. Proc Biochem 2008;43:642-6).
Ektoina może znaleźć zastosowanie w medycynie, do produkcji kremów, kosmetyków, a także do produkcji biopaliw.
PL 217 162 B1
W literaturze opisano także możliwość wprowadzenia ektoiny do produkcji biooleju, podczas enzymatycznej konwersji trójglicerydów, zawartych w oleju nasion bawełny (Wang Y, Zhang L. Ectoine improves yield of biodiesel catalyzed by immobilized lipase. J Mol CataI Enzym 2010;62:90-5).
Produkcja ektoiny na drodze syntezy chemicznej jest bardzo kosztowna.
Dotychczasowe badania dotyczyły wykorzystania kultur rosnących w osadach dennych zasolonych jezior.
W znanym stanie techniki jako pożywkę do namnażania bakterii stosuje się mieszaninę substancji, tworzących pożywkę NMS według Whittebury'ego (Whittenbury R, Phillips K, Wilkinson J. Enrichment isolation and some properties of methane-utilizing bacteria. Journal of General Microbiology 1970; 61: 205-218).
Nieoczekiwanie okazało się, że możliwa jest produkcja ektoiny z udziałem mikroorganizmów, pochodzących z odpadowych skał przywęglowych i metanu jako źródła węgla.
Istota sposobu według wynalazku polega na tym, że skałę przywęglową najpierw rozdrabnia się do 0 < 2 mm i poddaje preinkubacji w temperaturze od 20 do 30°C przy pojemności wodnej 25-200% ppw, w atmosferze zawierającej 1-50% CH4, korzystnie 10% CH4, następnie inokuluje się pożywkę NMS (Whittenbury R, Phillips K., Wilkinson J. Enrichment isolation and some properties of methane utilizing bacteria. Journal of General Microbiology 1970; [90] 61: 205-218) wzbogaconą o NaCl w stężeniu od 1 do 6% w/v, korzystnie 4%, i namnaża się bakterie metanotroficzne w temperaturze 20-30°C, w atmosferze zawierającej 1 - 50% CH4 v/v, stale wytrząsając, do osiągnięcia wykładniczej fazy wzrostu. Następnie wyhodowane bakterie oddziela się od podłoża przez odwirowanie oraz przemywa 50 mM Tris - HCl o pH 8,0, zawiesza się w nowej porcji buforu i poddaje dezintegracji z wykorzystaniem ultradźwięków. Po czym ektoinę wytrąca się metanolem, powtarzając czynność kilkakrotnie. Uzyskany osad suszy się w próżni.
Produkcja ektoiny z udziałem mikroorganizmów, pochodzących z odpadowych skał przywęglowych i metanu jako źródła węgla w warunkach opisanych sposobem według wynalazku, czyni proces tanim i opłacalnym. Ponadto, sposób uzyskania ektoiny jest bardziej wydajny od znanych metod. Konsorcjum bakterii (w tym: Methylosinus, Methylocaldum, Methylocystis, Methylomicrobium), zasiedlających odpadowe skały przywęglowe charakteryzuje się wysoką aktywnością wiązania metanu i zdolnością do wzrostu na pożywce wzbogaconej w NaCl.
P r z y k ł a d I.
Skałą przywęglową rozdrobnioną do 0 < 2 mm, poddano preinkubacji w temp. 30°C przy pełnej pojemności wodnej w powietrzu zawierającym 10% CH4, inokulowano 10 ml pożywki (NMS) o składzie według Whittenbury'ego (Whittenbury R, Phillips K, Wilkinson J. Enrichment isolation and some properties of methane-utilizing bacteria. Journal of General Microbiology 1970; 61: 205-218), jak podano poniżej:
| Składnik | Ilość (na 1 dm3) | Składnik | Ilość (na 1 dm3) |
| MgSO4 x 7H2O | 1 g | KH2PO4x12H2O | 0,272 g |
| Na2HPO4 x 12H2O | 0,17 g | CaCl2 x 6H2O | 2 g |
| KNO3 | 1 g | FeEDTA | 5 mg |
| Roztwór pierwiastków śladowych | 1 ml | ||
| Skład roztworu pierwiastków śladowych | |||
| Na2 EDTA | 0,5 g | CUSO4 x 5H2O | 0,03 g |
| FeSO4x7H2O | 0,2 g | ZnSO4 | 0,01 g |
| H3BO4 | 0,03 g | MnCl2 x 4H2O | 3 mg |
| CoCl2 x 6H2O | 0,02 g | Na2MoO4 x 2H2O | 3 mg |
| NiCl2 x 6H2O | 2 mg |
3
Namnażanie bakterii prowadzono na ww. pożywce wzbogaconej w 4% NaCl (40 g/dm3) w temperaturze 30°C, w powietrzu zawierającym 10% CH4 v/v, przy 200 obr/min., przez 14 dni. Następnie hodowlę odwirowano 9000 x g przez 15 min., osad przemyto 2 ml 50 mM Tris - HCl o pH 8,0 i w nowej porcji buforu Tris - HCl poddawano dezintegracji ultradźwiękami (150W, 20kHz, 3x1 min), po czym mieszaninę odwirowano przy 9000 x g przez 15 min. Do supernatantu dodano 2 ml metanolu i utrzymywano przez 1 h w temp. pokojowej a następnie wirowano przy 9000 x g przez 30 min. w temp. 4°C.
PL 217 162 B1
Proces wytrącania metanolem powtarzano trzykrotnie. Uzyskany pelet suszono w próżni a następnie rozpuszczono w 1 ml sterylnej wody (D2O) i przechowywano w 4°C. Otrzymaną substancję poddano oznaczeniom jakościowym i ilościowym techniką NMR (Khmelenina V, Kalyuzhnaya M, Sakharovsky V, Suzina N, Trotsenko Y, Gottschalk G. Osmoadaptation in halophilic and alkaliphilic methanotrophs. Arch Microbiol 1999; 172:321-329). Wykazano obecność ektoiny w ilości 619 μΜ.
Claims (3)
1. Sposób otrzymywania ektoiny z udziałem bakterii namnażanych na pożywce NMS, znamienny tym, że skałę przywęglową rozdrobnioną do 0 < 2 mm poddaje się preinkubacji w temperaturze od 20 do 30°C, korzystnie 30°C, przy wilgotności odpowiadającej 25-200% pełnej pojemności wodnej w atmosferze zawierającej 1-50% CH4, następnie inokuluje się ww. pożywkę NMS wzbogaconą w 1-6% w/v NaCl i namnaża się bakterie metanotroficzne, a zwłaszcza: Methylosinus, Methylocaldum, Methylocystis, Methylomicrobium w temperaturze 20-30°C w atmosferze zawierającej 1-50% CH4 v/v do osiągnięcia wykładniczej fazy wzrostu, następnie wyhodowane bakterie oddziela się od podłoża i zawiesza w buforze 50 mM Tris - HCl o pH 8,0 i poddaje dezintegracji ultradźwiękami, po czym mieszaninę odwirowuje się, do supernatantu dodaje się metanol i utrzymuje przez około 1 h w temperaturze pokojowej a następnie wiruje w temperaturze około 4°C, tak uzyskany osad suszy się w próżni.
2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że hodowlę przez inokulację skałą przywęglową prowadzi się na podłożu wzbogaconym w 4% w/v NaCl.
3. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że hodowlę przez inokulację skałą przywęglową prowadzi się w atmosferze zawierającej 10% metanu.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PL395782A PL217162B1 (pl) | 2011-07-28 | 2011-07-28 | Sposób otrzymywania ektoiny |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PL395782A PL217162B1 (pl) | 2011-07-28 | 2011-07-28 | Sposób otrzymywania ektoiny |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| PL395782A1 PL395782A1 (pl) | 2013-02-04 |
| PL217162B1 true PL217162B1 (pl) | 2014-06-30 |
Family
ID=47632510
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| PL395782A PL217162B1 (pl) | 2011-07-28 | 2011-07-28 | Sposób otrzymywania ektoiny |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| PL (1) | PL217162B1 (pl) |
-
2011
- 2011-07-28 PL PL395782A patent/PL217162B1/pl unknown
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| PL395782A1 (pl) | 2013-02-04 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| ES2617133T3 (es) | Procedimiento para la preparación biotecnológica de dihidrochalconas | |
| Kang et al. | Enrichment and characterization of an environmental microbial consortium displaying efficient keratinolytic activity | |
| ES2550477T3 (es) | Hidrólisis de almidón utilizando fitasa con una alfa amilasa | |
| TWI654305B (zh) | 生產ｏ－磷絲胺酸之微生物及使用該微生物生產ｏ－磷絲胺酸或ｌ－半胱胺酸之方法 | |
| EA201001435A1 (ru) | Клетка, ферментирующая сахар-пентозу | |
| Aida et al. | Nutrient recycle from defatted microalgae (Aurantiochytrium) with hydrothermal treatment for microalgae cultivation | |
| ES2806732T3 (es) | Fábrica de células bacterianas modificadas genéticamente para la producción de tiamina | |
| CN106957850B (zh) | 一株产磷脂酶d的基因工程菌及其构建方法与应用 | |
| CN101948794A (zh) | 产植物类黄酮合成相关酶的工程乳酸菌及其构建和应用 | |
| ES2670035T3 (es) | Nuevas variantes de la proteína RhtB y método de producción de O-fosfoserina utilizando las mismas | |
| CN104480075B (zh) | 一种催化合成丙谷二肽的生物酶及其制备方法和应用 | |
| CN103243117B (zh) | 一种利用重组Bacillus subtilis克隆表达粘质沙雷氏菌脂肪酶的方法 | |
| Zeit et al. | Inhibitory effects of saturated fatty acids on methane production by methanogenic Archaea | |
| Zhu et al. | Overexpression of cat2 restores antioxidant properties and production traits in degenerated strains of Volvariella volvacea | |
| Kudoh et al. | Exploration of the 1-deoxy-d-xylulose 5-phosphate synthases suitable for the creation of a robust isoprenoid biosynthesis system | |
| Deosthali et al. | Extremophiles: applications and adaptive strategies | |
| PL217162B1 (pl) | Sposób otrzymywania ektoiny | |
| BRPI0507083A (pt) | processo para preparação de l-aminoácidos usando cepas da famìlia das enterobacteriaceae | |
| JP5946080B2 (ja) | 藍藻においてプラスチック原料および関連物質を生産する方法 | |
| KR102120994B1 (ko) | 퓨트레신 생산용 형질전환 메탄자화균 및 이의 용도 | |
| ES2743316B1 (es) | Procedimiento para producir biogás en las digestiones anaeróbicas con hongos del rumen | |
| ES2423499B1 (es) | Sistema para mejorar la producción de polihidroxialcanoatos (bioplástico) por fermentación a partir de glicerol utilizando una cepa de pseudomonas putida modificada genéticamente. | |
| CN106414760A (zh) | 过量表达脂肪酸转运蛋白基因和编码β-氧化途径酶的基因以通过假囊酵母发酵产生更多核黄素 | |
| JP6778870B2 (ja) | 藍藻変異株及びそれを用いたコハク酸及びｄ−乳酸産生方法 | |
| KR20130128241A (ko) | 두날리엘라 유래의 탄산 무수화 효소 및 파이오덱틸룸 트리코뉴툼 ｃｃｍｐ637 유래의 포스포에놀피부르산 카르복실아제를 발현하는 재조합 미생물 및 이를 이용한 유기산의 생산방법 |