nghiên cứu trước đây ở LAB không có báo cáo nào về sự hiện diện của fucose trong thành phần đường của EPS. Hầu hết các đường hiện diện trong thành phần monosaccharide của EPS được sản xuất bởi LAB là đường 6 carbon (hexose) như
glucose, galactose, mannose,….[241]. Sự xuất hiện của đường 5 carbon (pentose)
như fucose cho thấy khả năng có một con đường chuyển hoá khác trong quá trình
sinh tổng hợp EPS ở LAB dưới tác động của stress môi trường. Các loại đường
hiếm như fucose, rhamnose, xylose hoặc acid uranic trong thành phần EPS có thể
cung cấp các đặc tính tốt hơn được ứng dụng cho các mục đích khác nhau. EPS giàu đường hiếm với hoạt tính sinh học cao đã được ứng dụng rộng rãi trong ngành thực
phẩm, mỹ phẩm cũng như các ứng dụng lâm sàng [242]. Một nghiên cứu gần đây
cho thấy sự vượt trội của thành phần xylose trong EPS được sản xuất bởi L. plantarum WLPL04 làm tăng khả năng ức chế sự hình thành biofilm của một số vi khuẩn gây bệnh và hoạt động kháng u đối với tế bào HT-29 [243]. Kết quả này cung cấp bằng chứng thuyết phục rằng có thểđiều khiển sinh tổng hợp EPS giàu đường hiếm bằng cách áp dụng stress môi trường.
3.5.4. Mối quan hệ giữa biểu hiện gen với năng suất và thành phần monosaccharide của EPS monosaccharide của EPS
Cụm gen eps ở vi sinh vật chứa các gen chịu trách nhiệm cho một số bước của quá trình tổng hợp biopolymer như điều hòa, hình thành tiền chất nucleotide- đường, trùng hợp các đường monomer và phóng thích ra khỏi bề mặt tế bào. Sự biểu hiện và biểu hiện quá mức của các gen đơn hoặc toàn bộ cụm gen eps có thể làm thay đổi trong quá trình sinh tổng hợp EPS. Trong nghiên cứu hiện tại, kết quả
cũng chứng minh rằng sự thay đổi trong biểu hiện mRNA của các gen liên quan
tổng hợp EPS dưới tác động của stress môi trường chịu trách nhiệm cho các thay đổi trong thành phần monosaccharide của EPS. Cụ thể sựtăng biểu hiện của hai gen
cps4E và cps4F kết quảtăng hàm lượng galactose trong thành phần đường của EPS.
Tương tự, sự tăng biểu hiện của gen glmU khảnăng dẫn đến tăng tổng thành phần
N-acetyl-D-glucosamine. N-acetyl-D-glucosamine là một trong những thành phần tham gia cấu tạo nên vách tế bào vi khuẩn cũng như tham gia vào thành phần cấu tạo EPS. Mặc dù nghiên cứu hiện tại không phân tích hàm lượng N-acetyl-D-
93
glucosamine nhưng đây có thể là nguyên nhân dẫn đến sự tăng hàm lượng protein trong thành phần EPS dưới stress môi trường nhờ khảnăng tạo liên kết với protein của nó. Như vậy có thể thấy stress môi trường không chỉ dẫn đến việc điều hòa cụm gen sinh tổng hợp EPS mà còn ảnh hưởng đến mức độ biểu hiện tương đối của chúng, kết quả tái tổ chức các nhóm đơn phân trong EPS và quy định tỷ lệ của các monosaccharide trong chất chuyển hóa cuối cùng [244].
Những thay đổi trong biểu hiện gen là đặc điểm điển hình của vi khuẩn trong
phản ứng với stress môi trường và liên quan đến vô số các cơ chế khác nhau [245].
Hơn nữa, sựđiều hòa biểu hiện gen eps cho phép kiểm soát sự hình thành EPS ở vi
khuẩn [246]. Nhiều nghiên cứu cũng chỉ ra rằng năng suất của EPS được cải thiện bằng cách biểu hiện quá mức các gen hoặc cụm gen đặc hiệu. Nghiên cứu hiện tại
đã làm sáng tỏ mối liên quan giữa sự tăng sản xuất EPS, stress môi trường và sự
biểu hiện của gen eps. Năng suất EPS cao nhất thu được ở xử lý pH 3 cùng với sự biểu hiện tăng mạnh của gen cps4H (một gen liên quan đến quá trình trùng hợp
EPS) trong cùng điều kiện là minh chứng rõ ràng cho mối liên quan này. Một
nghiên cứu trước đây cũng đã chứng minh sự tăng biểu hiện của cụm gen eps làm
tăng sản xuất EPS [128]. Đây là những thông tin có giá trị để làm rõ hơn mối quan
hệ giữa sựđiều hoà biểu hiện gen và sinh tổng hợp EPS ở LAB.