Các yếu tố ảnh hưởng đến sinh tổng hợp EP Sở LAB

Một phần của tài liệu Luận án Tiến sĩ Nghiên cứu các điều kiện stress môi trường đến khả năng tổng hợp exopolysaccharides của vi khuẩn Lactobacillus plantarum (Trang 45 - 46)

EPS của LAB là các polymer sinh học tự nhiên có vai trò quan trọng trong y học và thực phẩm. Tuy nhiên, mức độ sản xuất của các biopolymer này ở vi khuẩn

tương đối thấp và rất khác nhau. Một số điều kiện như thành phần môi trường nuôi

cấy [120], các thông số hóa lý và động học ảnh hưởng đến sản xuất EPS ở LAB [121]. Chẳng hạn, người ta chứng minh rằng năng suất EPS cuối cùng ở bốn chủng

L. rhamnosus có sự khác biệt đáng kể từ 61 mg/L đến 1611 mg/L, mặc dù chúng có tổ chức di truyền giống nhau cho sinh tổng hợp EPS [95].

Một số yếu tố nội bào và ngoại bào cũng ảnh hưởng đến mức độ sản xuất EPS bao gồm môi trường và điều kiện tăng trưởng (nhiệt độ, thời gian nuôi cấy, tỷ

lệ carbon: nitơ, pH, các chất dinh dưỡng khác như vitamin và muối khoáng) [122],

sự có sẵn của các nucleotide-đường trong chuyển hóa cơ bản của tế bào, mức độ

biểu hiện của các gen trong con đường dịhóa đường và nguồn carbon được sử dụng

bởi vi khuẩn cũng như mức độ phiên mã của các gen chịu trách nhiệm sản xuất EPS [123]. Sản xuất EPS cũng được tăng cường trong điều kiện đồng nuôi cấy với nấm men Saccharomyces cerevisiae và sự biểu hiện của các gen liên quan đến tổng hợp EPS [124]. Ngoài ra, sự suy giảm của EPS trong thời gian nuôi cấy cũng đã được báo cáo ở một số vi khuẩn. Sự suy giảm của EPS trong suốt thời gian nuôi cấy là do sự hiện diện của glycohydrolase (được sản xuất bởi vi khuẩn) trong môi trường đã xúc tác cho sự thoái biến của các polysaccharide này [125,126].

30

Cần phải hiểu rằng có mối tương quan giữa các yếu tố bên ngoài và sự biểu

hiện của các gen bên trong liên quan đến sinh tổng hợp EPS, bao gồm quá trình xúc

tác sinh tổng hợp các đơn vị lặp lại, xác định độ dài chuỗi cuối cùng của EPS. Một

vài nghiên cứu về tổng hợp EPS ở cấp độ di truyền đã được báo cáo. Sự biểu hiện quá mức của các gen có liên quan đến quá trình tổng hợp EPS như glucose-1- phosphatethymidyltranseferase (LC2W_2179) làm tăng mức độ tổng hợp EPS từ 10 đến 18% [127]. Một báo cáo khác cho rằng sự biểu hiện quá mức của plasmid chứa cụm gen eps trong L. lactis NIZO B40 dẫn đến sự gia tăng gấp ba lần mức độ biểu hiện của cụm này và tăng gấp bốn lần sản xuất EPS, nhưng tỷ lệ tăng trưởng của chủng đột biến (biểu hiện quá mức) thấp hơn so với chủng dại [128]. Ngoài ra, cũng có báo cáo cho rằng sản xuất EPS tăng mà không có bất kỳthay đổi nào về sựtăng trưởng của L. casei CG11 và các tác giả cho rằng điều này có thể là do sự sẵn có của các lipid vận chuyển, cần thiết cho quá trình sinh tổng hợp EPS [129]. Hơn nữa, vai trò và tầm quan trọng của quá trình chuyển hóa đường đối với năng suất EPS cuối cùng đã được báo cáo trong S. thermophilus LY03, trong đó sự biểu hiện quá mức của gen galU, mã hóa cho UDP-pyrophosphorylase (GalU), cùng với gen

pgmA mã hóa cho phosphoglucomutase dẫn đến tăng sản lượng EPS cuối cùng gấp hai lần [130].

Sự biểu hiện quá mức của gen mã hóa cho priming glycosyltransferase cũng

làm tăng sản xuất EPS [131]. Trong một nghiên cứu trước đây, mức độ phiên mã

cao hơn của priming glycosyltransferase dẫn đến tăng sản xuất EPS ở B. longum

subsp. longum dòng CRC 002 [123]. Một nghiên cứu khác cũng báo cáo rằng việc

giảm mức độ phiên mã của gen WelE, mã hóa cho priming glycosyltransferase ở L.

rhamnosus, dẫn đến tổng hợp EPS có khối lượng phân tử thấp, có lẽ là do sự thay đổi trong quá trình xác định độ dài chuỗi EPS [132].

Một phần của tài liệu Luận án Tiến sĩ Nghiên cứu các điều kiện stress môi trường đến khả năng tổng hợp exopolysaccharides của vi khuẩn Lactobacillus plantarum (Trang 45 - 46)

Tải bản đầy đủ (PDF)

(156 trang)