بررسی علت افزایش بیوسنتز کلاولانیک اسید توسط streptomyces clavuligerus در محیط حاوی پروتئین های بادام زمینی

کلاولانیک اسید یک ترکیب بتالاکتام است که توسط streptomyces clavuligerus تولید می شود و می تواند انواع زیادی از بتالاکتامازهای معمول موجود در میکروارگانیسم های مقاوم به انواع پنی سیلین و سفالوسپورین را مهار کند. بهینه کردن از مایع تخمیر یک استراتژی قدرتمند برای افزایش تولید محصول از تولیدات بیوتکنولوژی است. نتایج پژوهش های انجام شده، نشان داده که محیط کشت حاوی آرد سویا (به عنوان منبع اصلی نیتروژن)، دکسترین و گلیسرول (به عنوان منابع کربن) و پروتئین بادام زمینی (به عنوان منبع کمکی) محیط کشت مناسبی برای تولید کلاولانیک اسید است و افزودن mg/l 5/0 پروتئین بادام زمینی به محیط کشت پایه (آرد سویا، دکسترین و گلیسرول) موجب افزایش 40 درصد، در تولید کلاولانیک اسید شده است. به نظر می رسد علت این افزایش تولید کلاولانیک اسید، افزایش غلظت پیش ساز تولید کلاولانیک اسید، l – آرژینین باشد. هدف این پژوهش بررسی درستی این فرضیه است. به این منظور از سویه جهش یافته s. clavuligerus rfl35استفاده شده که در آن به علت غیر فعال شدن ژن کد کنند آنزیم بتا- لاکتام سنتتاز، تولید کلاولانیک اسید به صورت کامل متوقف شده و کربوکسی اتیل آرژینین در مایع تخمیر افزایش می یابد. همچنین به عنوان شاهد از سویه وحشی dsm 738 s. clavuligerusمولد کلاولانیک اسید استفاده شده است. به این منظور s. clavuligerus rfl35و dsm 738 s. clavuligeruدر محیط تخمیر سویا در دو حالت، با پروتئین بادام زمینی (mg/l 5/0) و بدون پروتئین بادام زمینی تلقیح شد. سپس مایع تخمیر برای سنجش کربوکسی اتیل آرژینین با بنزوین ((benzoin مورد آنالیز قرار گرفت و با کروماتوگرافی مایع با آشکارساز فلورسنت سنجش شد. نتایج به دست آمده نشان می دهد که تولید کربوکسی اتیل آرژینین، رشد s.clavuligerus rfl3و بازده محصول (تولید/بیوماس) در محیط تخمیر حاوی پروتئین بادام زمینی، نسبت به محیط بدون پروتئین به ترتیب 40%،11%،27% افزایش یافتند. همچنین آمینه اسیدهای پروتئین بادام زمینی مورد آنالیز قرار گرفته شد، نتایج بیانگر درصد بالای آمینه اسیدهای آرژینین، آسپارتیک اسید و گلوتامیک اسید بود. براساس داده های حاصل از آنالیز کربوکسی اتیل آرژینین در حضور و عدم حضور پروتئین بادام زمینی و همچنین آنالیز اسیدآمینه های پروتئین بادام زمینی می توان نتیجه گرفت، یک از دلایل اصلی افزایش تولیدکلاولانیک اسید در حضور پروتئین بادام زمینی افزایش دسترسی به سوبسترای آنزیم یا پیش ساز کلاولانیک اسید (آرژینین) از ابتدای مسیر بیوسنتز است.