Некоторые особенности метаболизма этанола у мутантного штамма Acinetobacter sp., не образующего экзополисахариды

Abstract

В клетках выращенного на этаноле мутантного штамма Acinetobacter sp., не образующего экзополисахариды (ЭПС), определены активности ключевых ферментов метаболизма этанола. Клетки исходного ЭПС-образующего штамма не могли быть использованы для проведения энзимологических исследований ввиду невозможности их отделения от высоковязкого ЭПС с высокой молекулярной массой. Установлено, что окисление этанола до ацетальдегида у Acinetobacter sp. катализируется НАД+-зависимой алкогольдегидрогеназой (КФ 1.1.1.1.). Акцепторами электронов в ацетальдегиддегидрогеназной реакции являются НАД+ и НАДФ+. Ацетат вовлекается в метаболизм Acinetobacter sp. при участии ацетил-КоА-синтетазы (КФ 6.2.1.1.). Наличие изоцитратлиазы (КФ 4.1.3.1.) свидетельствует о том, что анаплеротической последовательностью реакций, восполняющих пул С4-дикарбоновых кислот в клетках Acinetobacter sp., является глиоксилатный цикл. «Узким» местом метаболизма этанола у бактерий Acinetobacter sp. является вовлечение ацетата в метаболизм, о чем свидетельствует ингибирование окисления ацетата в интактных клетках и активности ацетил-КоА-синтетазы в бесклеточном экстракте ионами натрия, а также лимитирование С2- метаболизма коэнзимом А. Полученные данные являются основой для разработки новой технологии получения экзополисахарида этаполана на основе этанола. Activities of the key enzymes of ethanol metabolism were assayed in ethanol-grown cells of an Acinetobacter sp. mutant strain unable to synthesize exopolysaccharides (EPS). The original EPS-producing strain could not be used for enzyme analysis because its cells could not to be separated from the extremely viscous EPS with a high molecular weight. In Acinetobacter sp., ethanol oxidation to acetaldehyde proved to be catalyzed by the NAD+-dependent alcohol dehydrogenase (EC 1.1.1.1.). Both NAD+ and NADP+ could be electron accepters in the acetaldehyde dehydrogenase reaction. Acetate is implicated in the Acinetobacter sp. metabolism via the reaction catalyzed by acetyl-CoA-synthetase (EC 6.2.1.1.). Isocitrate lyase (EC 4.1.3.1.) activity was also detected, indicating that the glyoxylate cycle is the anaplerotic mechanism that replenishes the pool of C4-dicarboxylic acids in Acinetobacter sp. cells. In ethanol metabolism by Acinetobacter sp., the reactions involving acetate are the bottleneck, as evidenced by the inhibitory effect of sodium ions on both acetate oxidation in the intact cells and on acetyl-CoA-synthetase activity in the cell-free extracts, as well as by the limitation of the C2-metabolism by coenzyme A. The results obtained may be helpful in developing a new biotechnological procedure for obtaining ethanol-derived exopolysaccharide ethapolan.