article infoArticle history:Receive

article info
Article history:
Received 20 June 2010
Received in revised form 27 August 2010
Accepted 30 August 2010
Available online 16 October 2010
Keywords:
Validamycin A
Gene transcription
Secondary metabolites
Reactive Oxygen Species
Fermentation technology
abstract
A novel fermentation strategy to enhance antibiotics production was demonstrated by inducing reactive
oxygen species (ROS), and validamycin A (VAL-A) production by Streptomyces hygroscopicus 5008 in
agro-industrial residues containing medium was taken as an example. By optimizing H2O2 amount and
addition time, the intracellular ROS level was increased, and VAL-A production titer was enhanced by
40% on day 4 when 25 lM H2O2 was added at 8th h of fermentation. Addition of diphenyleneiodonium
chloride (ROS inhibitor) reduced the H2O2 induction effect. The transcription level of eight VAL-A structure
genes was enhanced by ROS, and activities of glucose-6-phosphate dehydrogenase and ValG enzyme
were increased while glyceraldehyde 3-phosphate dehydrogenase activity was inhibited. This work demonstrated
that ROS induction was a useful strategy for VAL-A fermentation, and the information on gene
transcription and enzyme activities may be helpful to further understanding the mechanism of ROS effect
on the antibiotic biosynthesis.
2010 Published by Elsevier Ltd.
1. Introduction
Antibiotics consist of many important medicines and pesticides
being used worldwide. Validamycin A (VAL-A), a weak
basic C7N aminocyclitol-containing antibiotic, was first isolated
from Streptomyces hygroscopicus var. limoneus, and later from
S. hygroscopicus var. jinganggensis 5008. Due to its high protection
efficiency and safety to both humans and animals, VAL-A is one of
the most important and widely used plant protection products
against rice sheath blight, wheat sheath blight diseases, and
Rhizoctonia disease in corn, cotton and vegetables in East Asia (Liao
et al., 2009).
Since the significance of VAL-A was discovered, its biosynthetic
mechanism was gradually revealed via both isotopic feed experimentation
and genetic investigation. Using acbC as aheterologous
probe of valA, a whole gene cluster responsible for the biosynthesis
of VAL-A in S. hygroscopicus 5008 was cloned (Yu et al., 2005). Eight
genes located in three operons, valABC, valKLMN and valG, were
identified to be necessary and sufficient for VAL-A biosynthesis
in vivo (Bai et al., 2006). The functions of valA, valG and valC were
also confirmed by a series of in vivo and in vitro experiments
(Minagawa et al., 2007). The valG gene codes for a glycosyltransferase
that is responsible for the last-step in VAL-A biosynthesis,
which is modifying the validoxylamine structure with a glucose
moiety to yield VAL-A (Bai et al., 2006).
In recent decades, considerable effort has been focused on
enhancing VAL-A production, such as strain screening and medium
optimization. Agro-industrial residues such as soybean meal, corn
powder, cotton seed powder, peanut powder and cloze powder
were used as carbon sources and nitrogen sources to reduce the
cost of the medium. Recently, the effect of fermentation temperature
on gene transcription and enzyme activity was studied (Liao
et al., 2009). However, there is still lack of reports on the effects
of other environmental factors on VAL-A production, gene transcription
and enzyme activity, although such information is greatly
required for further development of important antibiotic fermentation
technologies.
Reactive oxygen species (ROS) play multiple roles in many
organisms (Qian and Xu, 2007; Temple et al., 2005; Zhou et al.,
2009). ROS are secondary messengers that activate downstream
defense reactions in plant cells (Coll et al., 2009). Plant secondary
metabolites are generally associated with plant defense responses;
therefore, ROS induced by different methods also play an important
role in plant secondary metabolism (Gujarathi and Linden,
2005). ROS can also regulate secondary metabolism on gene transcription
levels in bacteria, such as in xanthan gum production by
Xanthomonas campestris (Rao and Sureshkumar, 2001). There is
increasing evidence that post-translational modification of
0960-8524/$ - see front matter 2010 Published by Elsevier Ltd.
doi:10.1016/j.biortech.2010.08.114
⇑ Corresponding author at: Key Laboratory of Microbial Metabolism, Ministry of
Education, School of Life Sciences & Biotechnology, Shanghai Jiao Tong University,
800 Dong-Chuan Road, Shanghai 200240, China. Tel.: [phone]; fax: +86 21
34204831.
E-mail address: [e-mail] (J.-J. Zhong).
Bioresource Technology 102 (2011) 1783–1787
Contents lists available at ScienceDirect
Bioresource Technology
journal homepage: www.elsevier.com/locate/biortech

Kết quả (Việt) 1:

Bài viết thông tinBài viết lịch sử:Nhận được 20 tháng 6 năm 2010Nhận được cải tiến thành 27 tháng 8 năm 2010Được chấp nhận ngày 30 tháng 8 năm 2010Có sẵn trực tuyến 16 tháng 10 năm 2010Từ khoá:Validamycin APhiên mã geneChất chuyển hóa thứ cấpPhản ứng oxy loàiCông nghệ lên mentóm tắtMột cuốn tiểu thuyết lên men chiến lược để tăng cường sản xuất thuốc kháng sinh đã được chứng minh bởi gây ra phản ứngoxy loài (ROS), và validamycin A (VAL-A) sản xuất bởi Streptomyces hygroscopicus 5008 trongnông-công nghiệp dư lượng chứa phương tiện được thực hiện như là một ví dụ. Bằng cách tối ưu H2O2 số tiền vàthời gian bổ sung, mức ROS nội bào được tăng lên, và VAL-A sản xuất titer được tăng cường bởi40% vào ngày 4 khi 25 lM H2O2 được bổ sung vào 8 h của quá trình lên men. Bổ sung các diphenyleneiodoniumclorua (ROS chất ức chế) giảm hiệu ứng cảm ứng H2O2. Mức độ phiên mã của tám VAL-A cấu trúcgen được tăng cường bởi ROS, và hoạt động của glucose-6-phosphate dehydrogenase và ValG enzymđã tăng lên trong khi glyceraldehyde 3-phosphate dehydrogenase hoạt động ức chế. Công việc này đã chứng minhcảm ứng ROS đó là một chiến lược hữu ích cho quá trình lên men VAL-A, và thông tin về genCác hoạt động sao chép và enzym có thể hữu ích để thêm sự hiểu biết cơ chế có hiệu lực ROSngày sinh tổng hợp kháng sinh. 2010 đăng bởi Elsevier Ltd.1. giới thiệuThuốc kháng sinh bao gồm nhiều loại thuốc quan trọng và thuốc trừ sâuđược sử dụng trên toàn thế giới. Validamycin A (VAL-A), một yếucơ bản C7N aminocyclitol có chứa kháng sinh, là lần đầu tiên bị cô lậptừ Streptomyces hygroscopicus var. limoneus, và sau đó từS. hygroscopicus var. jinganggensis 5008 người. Do của nó bảo vệ caohiệu quả và an toàn cho cả con người và động vật, VAL-A là một trongsản phẩm bảo vệ thực vật quan trọng nhất và được sử dụng rộng rãiĐối với giống bọ xanh vỏ bọc gạo, lúa mì vỏ bọc giống bọ xanh bệnh, vàRhizoctonia bệnh trong ngô, bông và rau ở đông á (Liêuet al., 2009).Kể từ khi ý nghĩa của VAL-A được phát hiện, viêm của nócơ chế dần dần được tiết lộ thông qua cả hai đồng vị nguồn cấp dữ liệu thử nghiệmvà di truyền điều tra. Bằng cách sử dụng acbC như aheterologousthăm dò của valA, một cụm toàn bộ gen chịu trách nhiệm về sự sinh tổng hợpcủa VAL-A trong S. hygroscopicus 5008 là nhân bản (Yu et al., 2005). Támgen trong ba operons, valABC, valKLMN và valG, đãxác định phải cần và đủ cho VAL-A sinh tổng hợptrong vivo (Bai và ctv., 2006). Các chức năng của valA, valG và valC đãcũng xác nhận bởi một loạt các thí nghiệm tại vivo và trong ống nghiệm(Minagawa et al., 2007). ValG gen mã cho một glycosyltransferaseđó là chịu trách nhiệm về bước cuối cùng trong sinh tổng hợp VAL-A,đó việc sửa đổi cấu trúc validoxylamine với một đườngđảo mang lại VAL-A (Bai et al., 2006).Trong thập kỷ gần đây, nỗ lực đáng kể đã được tập trung vàotăng cường sản xuất VAL-A, chẳng hạn như kiểm tra căng thẳng và trung bìnhtối ưu hóa. Nông-công nghiệp dư lượng chẳng hạn như đậu nành bột ngôbột, bột hạt giống bông, đậu phộng bột và bột clozeđược sử dụng như là nguồn cacbon và nitơ nguồn để làm giảm cácchi phí của các phương tiện. Gần đây, ảnh hưởng của quá trình lên men nhiệt độtrên gen phiên mã và enzym hoạt động đã được nghiên cứu (Liêuet al., 2009). Tuy nhiên, vẫn còn thiếu của các báo cáo về những tác độngyếu tố môi trường khác về sản xuất VAL-A, phiên mã genvà hoạt động của enzyme, mặc dù thông tin như vậy là rất nhiềucần thiết cho phát triển hơn nữa quan trọng kháng sinh lên hàng mencông nghệ.Phản ứng oxy loài (ROS) đóng nhiều vai trò trong nhiềusinh vật (Qian và Xu, năm 2007; Temple et al., 2005; Chu et al.,Năm 2009). ROS là sứ giả trung học kích hoạt ở hạ nguồnQuốc phòng các phản ứng trong các tế bào thực vật (Coll et al., 2009). Thực vật Trungchất chuyển hóa được thường liên kết với các phản ứng bảo vệ thực vật;Vì vậy, ROS gây ra bởi phương pháp khác nhau cũng chơi một điều quan trọngvai trò trong thực vật trung học trao đổi chất (Gujarathi và Linden,Năm 2005). ROS cũng có thể điều chỉnh sự trao đổi chất thứ cấp trên phiên mã genmức độ trong vi khuẩn, chẳng hạn như trong Oxide sản xuất bởiXanthomonas campestris (Rao và trung, 2001). Cóngày càng tăng bằng chứng rằng điều chỉnh post-translational0960-8524 / $ – xem trước vấn đề 2010 xuất bản Elsevier Ltd.Doi:10.1016/j.biortech.2010.08.114Tác giả Corresponding ⇑ tại: chìa khóa phòng thí nghiệm của vi khuẩn chuyển hóa, bộGiáo dục, trường khoa học đời sống & công nghệ sinh học, đại học Shanghai Jiao Tong800 đồng-Chuan Road, Shanghai 200240, Trung Quốc. Điện thoại: + 86 21 34206968; Fax: + 86 2134204831.E-mail địa chỉ: [e-mail] (J. J. Zhong).Công nghệ Bioresource 102 (2011) năm 1783-1787Nội dung danh sách có sẵn tại ScienceDirectCông nghệ Bioresourcetạp chí trang chủ: www.elsevier.com/ xác định vị trí/biortech

Kết quả (Việt) 2:

bài viết thông tin
Điều lịch sử:
Nhận ngày 20 Tháng 6 năm 2010
nhận bằng hình thức sửa đổi ngày 27 tháng 8 năm 2010
được chấp nhận ngày 30 tháng 8 2010
có sẵn trực tuyến 16 Tháng 10 năm 2010
Từ khóa:
--Validamycin A
Gene phiên mã
các chất chuyển hóa thứ cấp
Oxygen Species Reactive
lên men công nghệ
trừu tượng
Một chiến lược lên men mới để tăng cường sản xuất kháng sinh đã được chứng minh bởi gây phản ứng
ôxy (ROS), và --Validamycin A (VAL-A) sản xuất bởi Streptomyces hygroscopicus 5008 trong
dư lượng nông-công nghiệp có chứa môi trường được thực hiện như là một ví dụ. Bằng cách tối ưu lượng H2O2 và
thời gian Ngoài ra, mức độ ROS trong tế bào tăng lên, và VAL-A hiệu giá sản xuất được nâng cao bởi
40% vào ngày thứ 4 khi 25 LM H2O2 được thêm vào h 8 của quá trình lên men. Ngoài các diphenyleneiodonium
clorua (ROS chất ức chế) làm giảm tác dụng H2O2 cảm ứng. Mức độ phiên mã tám VAL-A cấu trúc
gen được tăng cường bởi ROS, và các hoạt động của glucose-6-phosphate dehydrogenase và enzyme ValG
đã tăng lên trong khi glyceraldehyde 3-phosphate dehydrogenase bị ức chế. Công việc này đã chứng minh
rằng ROS cảm ứng là một chiến lược hữu ích cho VAL-A lên men, và các thông tin về gen
phiên mã và các hoạt động enzyme có thể hữu ích để thêm hiểu biết về cơ chế tác dụng của ROS
về sinh tổng hợp kháng sinh.
2010 đăng bởi Elsevier TNHH
1. Giới thiệu
Kháng sinh bao gồm nhiều loại thuốc quan trọng và thuốc trừ sâu
được sử dụng trên toàn thế giới. --Validamycin A (VAL-A), một yếu
C7N cơ bản aminocyclitol có chứa kháng sinh, lần đầu tiên được phân lập
từ Streptomyces hygroscopicus var. limoneus, và sau đó từ
S. hygroscopicus var. jinganggensis 5008. Do bảo vệ cao
hiệu quả và an toàn cho cả người và động vật, VAL-A là một trong
những sản phẩm bảo vệ thực vật quan trọng nhất và được sử dụng rộng rãi
đối với vỏ bạc lá lúa, bệnh bạc lá vỏ lúa mì, và
bệnh Rhizoctonia trong ngô, bông và rau ở Đông Á (Liao
et al., 2009).
Vì tầm quan trọng của VAL-A được phát hiện, tổng hợp sinh học của nó
đã dần hé lộ cơ chế thông qua cả hai đồng vị thử nghiệm thức ăn chăn nuôi
và điều tra di truyền. Sử dụng ACBC như aheterologous
dò của Vala, một cụm gen toàn bộ trách nhiệm cho sự sinh tổng hợp
của VAL-A trong S. hygroscopicus 5008 đã được nhân bản vô tính (Yu et al., 2005). Tám
gen nằm trong ba operon, valABC, valKLMN và valG, được
xác định là cần thiết và đủ để VAL-A sinh tổng hợp
trong cơ thể (Bai et al., 2006). Các chức năng của Vala, valG và VALC đã
cũng được xác nhận bởi một loạt các in vivo và in vitro thí nghiệm
(Minagawa et al., 2007). Các mã valG gen cho một glycosyltransferaza
đó là chịu trách nhiệm cho các bước cuối cùng trong VAL-A sinh tổng hợp,
mà là thay đổi cấu trúc validoxylamine với glucose
nưa để mang VAL-A (Bai et al., 2006).
Trong những thập kỷ gần đây, đáng kể nỗ lực đã được tập trung vào
việc tăng cường VAL-A sản xuất, chẳng hạn như kiểm tra căng thẳng và trung
tối ưu hóa. Dư lượng nông-công nghiệp như bột đậu tương, ngô
, bột hạt bông, bột đậu phộng và bột cloze
đã được sử dụng như là nguồn cacbon và nguồn nitơ để giảm
chi phí của các phương tiện. Gần đây, ảnh hưởng của nhiệt độ lên men
trên phiên mã gen và hoạt động của enzyme đã được nghiên cứu (Liao
et al., 2009). Tuy nhiên, vẫn còn thiếu các báo cáo về tác động
của các yếu tố môi trường khác trên VAL-A sản xuất, phiên mã gen
và hoạt động của enzyme, mặc dù thông tin đó là rất
cần thiết cho sự phát triển tiếp theo của quá trình lên men kháng sinh quan trọng
công nghệ.
ôxy phản ứng (ROS) chơi nhiều vai trò trong nhiều
sinh vật (Qian và Xu, 2007;. Đền et al, 2005; Zhou et al,.
2009). ROS là sứ giả thứ cấp, kích hoạt vùng hạ lưu
các phản ứng phòng vệ trong tế bào thực vật (Coll et al., 2009). Nhà máy thứ
chất chuyển hóa thường được kết hợp với phản ứng tự vệ thực vật;
do đó, ROS gây ra bởi các phương pháp khác nhau cũng đóng một quan trọng
vai trò trong nhà máy chuyển hóa thứ cấp (Gujarathi và Linden,
2005). ROS cũng có thể điều chỉnh sự trao đổi chất thứ cấp trên phiên mã gen
cấp trong vi khuẩn, chẳng hạn như trong sản xuất kẹo cao su Xanthan bởi
Xanthomonas campestris (Rao và Sureshkumar, 2001). Có
bằng chứng cho thấy tăng sửa đổi hậu dịch của
0960-8524 / $ - xem vấn đề trước năm 2010 đăng bởi Elsevier Ltd.
doi: 10,1016 / j.biortech.2010.08.114
⇑ tác giả tương ứng tại địa chỉ: Phòng thí nghiệm trọng của vi khuẩn trao đổi chất, Bộ
Giáo dục , Trường of Life Sciences & Công nghệ sinh học, Đại học Shanghai Jiao Tong,
800 Dong-Chuan Road, Shanghai 200240, Trung Quốc. Tel .: [phone]; fax: +86 21
34204831.
địa chỉ E-mail: [e-mail] (J.-J. Zhong).
Bioresource Công nghệ 102 (2011) 1783-1787
Nội dung danh sách có sẵn tại ScienceDirect
Bioresource nghệ
tạp chí trang chủ: www.elsevier.com / tìm / biortech