Образование экзополисахаридов на углеводных субстратах штаммом Acinetobacter sp. и особенности его С6-метаболизма

Abstract

Показана возможность синтеза экзополисахаридов (ЭПС) при выращивании штамма Acinetobacter sp. на углеводных субстратах (моно- и дисахариды, меласса, крахмал). Установлено, что катаболизм глюкозы у данных бактерий осуществляется по пути Эмбдена-Мейергофа-Парнаса и Энтнера-Дудорова. Пируват вовлекается в цикл трикарбоновых кислот при участии пируватдегидрогеназы (КФ 1.2.2.2). Анаплеротической реакцией, обеспечивающей синтез интермедиатов для конструктивного метаболизма при росте Acinetobacter sp. на С6-субстратах, является карбоксилирование пирувата (фермент пируваткарбоксилаза, КФ 6.4.1.1). C6-метаболизм Acinetobacter sp. лимитирован коэнзимом А. Независимо от источника углеродного питания (глюкоза, этанол) в клетках Acinetobacter sp. обнаружена высокая активность ключевых ферментов С2- и С6-метаболизма. Исключением являлась активность изоцитратлиазы при выращивании бактерий на глюкозе. Индукторами изоцитратлиазы у Acinetobacter sp. являются С2-соединения (этанол или ацетат). Внесение С2-соединений в среду с глюкозой сопровождалось одновременным потреблением обоих субстратов, увеличением количества синтезированных ЭПС и повышением их выхода по отношению к биомассе. Обсуждаются возможные механизмы интенсификации синтеза ЭПС при культивировании Acinetobacter sp. на смеси С2-С6- субстратов.

An Acinetobacter sp. strain grown on carbohydrate substrates (mono- and disaccharides, molasses, starch) was shown to synthesize exopolysaccharides (EPS). Glucose catabolism proved to proceed via the Embden–Meyerhof–Parnas and Entner–Doudoroff pathways. Pyruvate entered the tricarboxylic acid cycle due to pyruvate dehydrogenase activity. Pyruvate carboxylation by pyruvate carboxylase was the anaplerotic reaction providing for the synthesis of intermediates for the constructive metabolism of Acinetobacter sp. grown on C6-substrates. The C6-metabolism in Acinetobacter sp. was limited by coenzyme A. Irrespective of the carbohydrate growth substrate (glucose, ethanol), the activities of the key enzymes of both C2- and C6-metabolism was high, except for the isocitrate lyase activity in glucose-grown bacteria. Isocitrate lyase activity was induced by C2-compounds (ethanol or acetate). After their addition to glucose-containing medium, both substrates were utilized simultaneously, and an increase was observed in the EPS synthesis, as well as in the EPS yield relative to biomass. The mechanisms responsible for enhancing the EPS synthesis in Acinetobacter sp. grown on a mixture of C2- and C6-substrates are discussed.