RU2207370C1 - Strain of bacterium pseudoalteromonas issachenkonii kmm 3549t as producer of fucoidane hydrolase and nutrient medium for its culturing - Google Patents

Strain of bacterium pseudoalteromonas issachenkonii kmm 3549t as producer of fucoidane hydrolase and nutrient medium for its culturing Download PDF

Info

Publication number
RU2207370C1
RU2207370C1 RU2002102089A RU2002102089A RU2207370C1 RU 2207370 C1 RU2207370 C1 RU 2207370C1 RU 2002102089 A RU2002102089 A RU 2002102089A RU 2002102089 A RU2002102089 A RU 2002102089A RU 2207370 C1 RU2207370 C1 RU 2207370C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
hydrolase
strain
kmm
fucoidan
peptone
Prior art date
Application number
RU2002102089A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Ю.В. Алексеева
И.Ю. Бакунина
Е.П. Иванова
Т.Н. Звягинцева
В.В. Михайлов
Original Assignee
Тихоокеанский институт биоорганической химии Дальневосточного отделения РАН
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Тихоокеанский институт биоорганической химии Дальневосточного отделения РАН filed Critical Тихоокеанский институт биоорганической химии Дальневосточного отделения РАН
Priority to RU2002102089A priority Critical patent/RU2207370C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2207370C1 publication Critical patent/RU2207370C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Enzymes And Modification Thereof (AREA)
  • Micro-Organisms Or Cultivation Processes Thereof (AREA)

Abstract

FIELD: biotechnology, microbiology, biochemistry. SUBSTANCE: the strain Pseudoalteromonas issachenkonii KMM 3549T is isolated from brown algae thallome Fucus evanescens as result of search of producers of glycoside hydrolases and designated for production of hydrolytic enzymes. Nutrient medium for it culturing comprises sources of nitrogen, carbon, energy and growth substances. Medium comprises peptone as source of nitrogen, xylose as source of carbon and energy and sea water as source of growth substances. Nutrient medium comprises the following ratio of components, g/l: peptone, 2.5-5.0; xylose, 1.0- 5.0; sea water, up to 1 l. Invention provides elevation of biosynthesis of fucidane hydrolase and reduction of activity of concomitant glycosidases-hydrolases, enhanced yield of fucoidane hydrolase in medium of simple composition and reduced cost of product. EFFECT: valuable properties of strain. 2 cl, 7 tbl, 4 ex

Description

Изобретение относится к биотехнологии и предназначено для использования в производстве гидролитических ферментов, применяемых при получении биологически активных водорастворимых фукоолигосахаридов. The invention relates to biotechnology and is intended for use in the production of hydrolytic enzymes used in the preparation of biologically active water-soluble fucoooligosaccharides.

Сульфатированные водорастворимые полисахариды бурых водорослей - фукоиданы, а также их низкомолекулярные фрагменты (фукоолигосахариды) обладают широким спектром биологического действия и могут быть использованы в терапии некоторых заболеваний человека [1-3]. Структура фукоиданов и соответствующая ей биологическая активность варьируют от источника к источнику их получения. В общих чертах фукоиданы бурых водорослей представляют собой семейство гомо- и гетерополисахаридов, состоящих преимущественно из остатков фукозы сульфатированной иногда по третьему [4], чаще по второму и/или четвертому положениям, которые связаны в основной цепи α-1,3-, или α-1,2-, или, возможно, α-1,4-О-гликозидными связями [5, 6]. Помимо фукозы фукоиданы могут содержать минорные моносахара: маннозу, галактозу, глюкозу, ксилозу, рамнозу, уроновые кислоты [1]. Sulfated water-soluble polysaccharides of brown algae - fucoidans, as well as their low molecular weight fragments (fuco-oligosaccharides) have a wide range of biological effects and can be used in the treatment of certain human diseases [1-3]. The structure of fucoidans and their corresponding biological activity vary from source to source. In general, brown algae fucoidans are a family of homo- and heteropolysaccharides, consisting mainly of sulfated fucose residues sometimes in the third [4], more often in the second and / or fourth positions, which are connected in the main chain α-1,3-, or α -1,2-, or, possibly, α-1,4-O-glycosidic bonds [5, 6]. In addition to fucose, fucoidans may contain minor monosaccharides: mannose, galactose, glucose, xylose, rhamnose, uronic acids [1].

Известно, что фукоидан-гидролазы, специфически катализирующие гидролитическое расщепление фукоиданов, синтезируются как макро-, так и микроорганизмами - обитателями морской среды. У наземных организмов фукоидан-гидролазы не обнаружены. It is known that fucoidan hydrolases that specifically catalyze the hydrolytic cleavage of fucoidans are synthesized by both macro- and microorganisms - inhabitants of the marine environment. No fucoidan hydrolases were found in terrestrial organisms.

Микроорганизмы как источники получения ферментов с уникальной специфичностью привлекают все большее внимание, так как они обладают огромной скоростью размножения и позволяют осуществлять синтез в контролируемых условиях. Microorganisms as sources of production of enzymes with unique specificity are attracting increasing attention, since they have a huge reproduction rate and allow synthesis to be carried out under controlled conditions.

Известна морская бактерия (штамм 2-40), которая деградирует сложные полисахариды, в том числе и фукоидан [7]. Однако фукоидан-деградирующие свойства этой бактерии не изучены. Known marine bacteria (strain 2-40), which degrades complex polysaccharides, including fucoidan [7]. However, the fucoidan-degrading properties of this bacterium have not been studied.

Известен штамм морской галофильной бактерии Flavobacierium sp., из которого выделены фукоидан-деградирующие ферменты [8]. С помощью этих ферментов установлены структуры фрагментов фукоидана одной из бурых водорослей, определен тип О-гликозидной связи между остатками маннозы, галактозы и глюкуроновой кислот. Однако этот штамм нам недоступен. A known strain of the marine halophilic bacterium Flavobacierium sp., From which fucoidan-degrading enzymes were isolated [8]. Using these enzymes, the structures of the fucoidan fragments of one of the brown algae were established; the type of O-glycosidic bond between the residues of mannose, galactose, and glucuronic acid was determined. However, this strain is not available to us.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению является штамм морской бактерии Vibrio sp. N 5 - обитательницы морского песка. Из биомассы этой бактерии выделены три эндо-фукоидан-гидролазы, которые гидролизуют фукоидан из бурой водоросли Kjelmaniella crassifolia до сульфатированных фукоолигосахаридов [9] . Уровень удельной фукоидан-гидролазной активности в экстракте согласно опубликованным данным не превышает 0,14 ед/мг белка. При этом для индукции фермента используется питательная среда, содержащая наряду с азотно-кислым аммонием, серно-кислым магнием, хлористым кальцием, фосфорно-кислым двузамещенным натрием, хлористым натрием и дрожжевым экстрактом дорогостоящий индуктор - фукоидан (5 г - 120 $). Closest to the proposed invention is a strain of marine bacteria Vibrio sp. N 5 - inhabitants of sea sand. Three endo-fucoidan hydrolases were isolated from the biomass of this bacterium, which hydrolyze fucoidan from the brown alga Kjelmaniella crassifolia to sulfated fucoooligosaccharides [9]. The level of specific fucoidan-hydrolase activity in the extract according to published data does not exceed 0.14 u / mg protein. In this case, a nutrient medium is used to induce the enzyme, which contains, along with nitric acid ammonium, magnesium sulfate, calcium chloride, phosphoric acid disubstituted sodium, sodium chloride and a yeast extract, an expensive inducer is fucoidan (5 g - $ 120).

Задача изобретения - выявление нового штамма морской бактерии, продуцирующего фукоидан-гидролазу, способного расти на простых питательных средах, и оптимизация питательной среды для его культивирования, позволяющей повысить выход фукоидан-гидролазы и снизить уровень активности сопутствующих гликозид-гидролаз, а также и себестоимость продукта. The objective of the invention is the identification of a new strain of marine bacteria producing fucoidan hydrolase, capable of growing on simple nutrient media, and optimization of the nutrient medium for its cultivation, which allows to increase the yield of fucoidan hydrolase and reduce the level of activity of concomitant glycoside hydrolases, as well as the cost of the product.

Поставленная задача решена тем, что в лабораторных условиях была вызвана деградация таллома бурой водоросли Fucus evanescens микробным сообществом (водоросль собрана в б. Кратерная). Из этого микробного сообщества, деградировавшего таллом бурой водоросли Fucus evanescens, выделен штамм бактерий рода Pseudoalteromonas. Он отобран по способности синтезировать фукоидан-гидролазу. Штамму присвоен коллекционный номер КММ 3549T в Коллекции Морских Микроорганизмов ТИБОХ ДВО РАН (официальный акроним КММ и номер 644 во Всемирной федерации коллекций культур - WFCC). Штамм депонирован в Бельгийской коллекции микроорганизмов под номером LMG 19697.The problem was solved by the fact that under laboratory conditions the degradation of the thallus of the brown alga Fucus evanescens by the microbial community was caused (the alga was collected in Craternaya Bay). A strain of bacteria of the genus Pseudoalteromonas was isolated from this microbial community, which was degraded by the thallus of the brown alga Fucus evanescens. It is selected for its ability to synthesize fucoidan hydrolase. The strain was assigned collection number KMM 3549 T in the Collection of Marine Microorganisms of the TIBOh FEB RAS (official KMM acronym and number 644 in the World Federation of Cultural Collections - WFCC). The strain is deposited in the Belgian collection of microorganisms under the number LMG 19697.

Штамм выделен методом прямого высева из накопительной культуры на агаризованной среде следующего состава (г/л): пептон - 5,0; дрожжевой экстракт - 2,0; глюкоза - 1,0; К2НРO4 - 0,2; гидролизат казеина - 2,0; MgSO4 - 0,05; агар-агар - 20,0; дистиллированная вода - 500 мл, морская вода - 500 мл, рН среды 7,8, после пяти дней инкубации при 28oС.The strain was isolated by direct seeding from an accumulation culture on an agar medium of the following composition (g / l): peptone - 5.0; yeast extract - 2.0; glucose - 1.0; K 2 HPO 4 0.2; casein hydrolyzate - 2.0; MgSO 4 - 0.05; agar-agar - 20.0; distilled water - 500 ml, sea water - 500 ml, pH of 7.8, after five days of incubation at 28 o C.

Культуру хранят в пробирках под слоем минерального масла на полужидкой среде приведенного выше состава при температуре 10oС и в 30% растворе глицерина при температуре 80oС.The culture is stored in test tubes under a layer of mineral oil in a semi-liquid medium of the above composition at a temperature of 10 o C and in a 30% glycerol solution at a temperature of 80 o C.

Штамм имеет следующие характеристики:
Культурально-морфологические признаки
Штамм КММ 3549Т образует на агаризованных средах круглые (5-8 мм) выпуклые слизистые прозрачные колонии с ровными краями. Клетки представляют собой подвижные небольшие (0,5-0,9•1,0-1,5 мкм) грамотрицательные палочки, имеющие аэробный тип метаболизма, способные расти при температуре от 4 до 37oС.
The strain has the following characteristics:
Cultural and morphological features
Strain KMM 3549 T forms round (5-8 mm) convex mucous transparent colonies on smooth agar media with smooth edges. Cells are mobile small (0.5-0.9 • 1.0-1.5 microns) Gram-negative bacilli, having an aerobic type of metabolism, capable of growing at temperatures from 4 to 37 o C.

Физиолого-биохимические признаки
Штамм КММ 3549Т оксидазо- и каталазоположителен, нуждается в ионах натрия для роста, характеризуется способностью гидролизовать ДНК, желатин, хитин, альгинат, казеин, твин-85 и отсутствием способности гидролизовать крахмал, агар, каррагинан. Не продуцирует сероводород, индол, ацетон. Ассимилирует D-галактозу, D-фруктозу, ацетат, пируват, фумарат, цитрат, мальтозу, сахарозу, мелибиозу, лактозу, сукцинат, маннит. Не усваивает маннозу, глюконат, глицерин, ксилозу, трегалозу и фукозу.
Physiological and biochemical characteristics
Strain KMM 3549 T is oxidase- and catalase-positive, needs sodium ions for growth, is characterized by the ability to hydrolyze DNA, gelatin, chitin, alginate, casein, tween-85 and the lack of the ability to hydrolyze starch, agar, carrageenan. Does not produce hydrogen sulfide, indole, acetone. Assimilates D-galactose, D-fructose, acetate, pyruvate, fumarate, citrate, maltose, sucrose, melibiosis, lactose, succinate, mannitol. Does not absorb mannose, gluconate, glycerin, xylose, trehalose and fucose.

Хемотаксономические признаки
Основные жирные кислоты представлены 15: 1(n-8) (5,0%), 16: 1(n-7) (45,6%), 16:0(15,1%), 18:l(n-7)(6,6%), 17:l(n-8)(8,2%).
Chemotaxonomic signs
The main fatty acids are represented by 15: 1 (n-8) (5.0%), 16: 1 (n-7) (45.6%), 16: 0 (15.1%), 18: l (n- 7) (6.6%), 17: l (n-8) (8.2%).

На основании физиолого-биохимических и хемотаксономических признаков штамм КММ 3549T отнесен к бактериям рода Pseudoalteromonas.Based on physiological, biochemical, and chemotaxonomic characters, strain KMM 3549 T is assigned to bacteria of the genus Pseudoalteromonas.

Молекулярно-генетические признаки
Состав Г+Ц оснований в ДНК составляет 43,3 mol%.
Molecular genetic traits
The composition of G + C bases in DNA is 43.3 mol%.

Филогенетический анализ нуклеотидных последовательностей 16S рРНК гена выявил 98,6-99,8% гомологии с 16S рРНК генами Pseudoalteromonas tetraodonis, Pseudoalteromonas espejiana, Pseudoalteromonas atlantica. Pseudoalteromonas carrageenovora. Phylogenetic analysis of the nucleotide sequences of the 16S rRNA gene revealed 98.6-99.8% homology with the 16S rRNA genes of Pseudoalteromonas tetraodonis, Pseudoalteromonas espejiana, Pseudoalteromonas atlantica. Pseudoalteromonas carrageenovora.

Эксперименты по ДНК-ДНК гибридизации штамма КММ 3549T с филогенетически близкими типовыми штаммами показали 50,0% гомологии со штаммом Р. tetraodonis IAM 14160T, 38% с Р. espejiana IAM 13640T, 54% с Р. atlantica IAM 12927T и 48% с Р. carrageenova IAM 12662T, что позволило идентифицировать штамм КММ 3549 как новый вид [10] - Pseudoalteromonas issachenkonii.DNA-DNA experiments on hybridization of strain KMM 3549 T with phylogenetically similar type strains showed 50.0% homology with P. tetraodonis IAM 14160 T , 38% with P. espejiana IAM 13640 T , 54% with P. atlantica IAM 12927 T and 48% with P. carrageenova IAM 12662 T , which allowed the identification of strain KMM 3549 as a new species [10] - Pseudoalteromonas issachenkonii.

Первоначально культивирование штамма КММ 3549T проводят на стандартной среде следующего состава (г/л): пептон - 5,0; дрожжевой экстракт - 2,0; гидролизат казеина - 2,0; MgSO4 - 0,05; агар-агар - 20,0; фукоидан - 1,0; морская вода - 1000 мл, рН 7,8.The initial cultivation of the strain KMM 3549 T is carried out on a standard medium of the following composition (g / l): peptone - 5.0; yeast extract - 2.0; casein hydrolyzate - 2.0; MgSO 4 - 0.05; agar-agar - 20.0; fucoidan - 1.0; sea water - 1000 ml, pH 7.8.

Посевной материал Pseudoalteromonas issachenkonii КММ 3549T выращивают в колбах емкостью 100 мл, содержащих 50 мл ферментационной среды, в течение 20-24 часов при температуре 20-25oС на качалке со скоростью вращения 150 об/мин, до получения плотности 109 клеток/мл. Полученным посевным материалом засевают колбы емкостью 1000 мл, содержащие 500 мл ферментационной среды того же состава. Ферментацию проводят в течение 20 часов при температуре 20-25oС на качалке со скоростью вращения 120 об/мин.The seed Pseudoalteromonas issachenkonii KMM 3549 T is grown in 100 ml flasks containing 50 ml of fermentation medium for 20-24 hours at a temperature of 20-25 o C on a shaker with a rotation speed of 150 rpm, until a density of 10 9 cells / ml 1000 ml flasks containing 500 ml of a fermentation medium of the same composition are seeded with the resulting seed. Fermentation is carried out for 20 hours at a temperature of 20-25 o C on a rocking chair with a rotation speed of 120 rpm

Приготовление экстрактов бактерий для тестирования гликозид-гидролазных активностей. Preparation of bacterial extracts for testing glycoside hydrolase activities.

После культивирования в 500 мл жидкой среды с фукоиданом в течение 24 часов при 25oС клетки (1 г сырого веса) собирают центрифугированием в течение 30 минут при 5000 оборотов в минуту при 4oC, суспендируют в 10 мл 0,01М фосфатного буфера, рН 7,2 и разрушают ультразвуком (20 кГц). Полученный гомогенат центрифугируют при 15000 об/мин в течение 20 минут. Супернатант используют как сырой клеточный экстракт фермента.After cultivation in 500 ml of a liquid medium with fucoidan for 24 hours at 25 ° C, cells (1 g of fresh weight) are collected by centrifugation for 30 minutes at 5000 rpm at 4 ° C, suspended in 10 ml of 0.01 M phosphate buffer, pH 7.2 and destroy by ultrasound (20 kHz). The resulting homogenate is centrifuged at 15,000 rpm for 20 minutes. The supernatant is used as a crude cellular extract of the enzyme.

Активности гликаназ сырого экстракта тестируют, используя фукоидан бурой морской водоросли Fucus evanescens [11], ламинаран из бурой водоросли Laminaria cichorioides [12], пустулан из лишайника Umbellicaria russica [13]. Альгиновую кислоту и агар (Serva, США) используют как субстраты для определения активности альгиназы и агаразы. Действие фермента регистрируют калориметрическим методом Нельсона [14] по появлению восстанавливающих cахаров - продуктов гидролиза перечисленных выше полисахаридов. Количество белка измеряют по методу Лоури с использованием бычьего сывороточного альбумина в качестве стандарта [15]. Удельную активность гликаназ выражают как количество фермента, освобождающее 1 мкмоль восстанавливающих сахаров за 1 час на 1 мг белка. The glycanase activity of the crude extract was tested using brown seaweed fucoidan Fucus evanescens [11], brown alga Laminaria cichorioides [12], pustulan from Umbellicaria russica lichen [13]. Alginic acid and agar (Serva, USA) are used as substrates to determine the activity of alginase and agarase. The action of the enzyme is recorded by the Nelson calorimetric method [14] by the appearance of reducing sugars, the hydrolysis products of the above polysaccharides. The amount of protein is measured by the Lowry method using bovine serum albumin as a standard [15]. The specific activity of glycanases is expressed as the amount of enzyme releasing 1 μmol of reducing sugars in 1 hour per 1 mg of protein.

Активности гликозидаз тестируют с помощью р-нитрофенильных производных соответствующих моносахаридов (Sigma, США) в 0,01М фосфатном буфере, рН 7,2 при 20oС. Реакционная смесь состоит из 0,05 мл сырого экстракта и 0,2 мл р-нитрофенил гликозида (1 мг/мл в 0,01М фосфатном буфере, рН 7,2). Реакцию останавливают добавлением 1,25 мл 1М Nа2СО3. Удельную активность гликозидаз определяют как количество фермента, под действием которого образуется 1 мкмоль р-нитрофенола в мин на 1 мг белка.Glycosidase activities are tested using p-nitrophenyl derivatives of the corresponding monosaccharides (Sigma, USA) in 0.01 M phosphate buffer, pH 7.2 at 20 ° C. The reaction mixture consists of 0.05 ml of crude extract and 0.2 ml of p-nitrophenyl glycoside (1 mg / ml in 0.01 M phosphate buffer, pH 7.2). The reaction is stopped by the addition of 1.25 ml of 1M Na 2 CO 3 . The specific activity of glycosidases is defined as the amount of enzyme under the action of which 1 μmol of p-nitrophenol per min per 1 mg of protein is formed.

Активность гликаназ и гликозидаз из клеточного экстракта Pseudoalteromonas issachenkonii KMM 3549Т показана в табл. 1. Экстракт биомассы этих бактерий содержит высокоактивные ламинариназу, альгиназу, менее активные пустуланазу и фукоидан-гидролазу. Каррагинаназа и агараза не обнаружены. Кроме того, в клеточном экстракте Pseudoalteromonas issachenkonii KMM 3549 найдены гликозидазы, которые катализируют гидролиз, главным образом, β-О-гликозидных связей (β-галактозидаза, β-глюкозидаза, β-ксилозидаза и N-ацетил-β-D-глюкозаминидаза). Гликозидазы, которые катализируют гидролиз α-О-гликозидных связей (α-галактозидаза, N-aцeтил-α-D-гaлaктoзaминидaзa, α-маннозидаза, α-фукозидаза), не обнаружены.The activity of glycanases and glycosidases from the cell extract of Pseudoalteromonas issachenkonii KMM 3549 T is shown in table. 1. The biomass extract of these bacteria contains highly active laminarinase, alginase, less active pustulanase and fucoidan hydrolase. Carrageenase and agarase were not detected. In addition, glycosidases that catalyze the hydrolysis of mainly β-O-glycosidic bonds (β-galactosidase, β-glucosidase, β-xylosidase and N-acetyl-β-D-glucosaminidase) were found in the cell extract of Pseudoalteromonas issachenkonii KMM 3549. Glycosidases that catalyze the hydrolysis of α-O-glycosidic bonds (α-galactosidase, N-acetyl-α-D-galactosaminidase, α-mannosidase, α-fucosidase) were not detected.

Для выявления условий оптимального роста культуры и накопления гликозид-гидролазных активностей в среде выращивание штамма Р. issachenkonii KMM 3549Т проводят на питательных средах различного состава. Опыты проводят в колбах на термостатируемой качалке (170 об/мин) при температуре 28oС в течение 20 часов. Каждая колба содержит 100 мл питательной среды и равное количество (5%) посевного материала. Все опыты проводят в одинаковых условиях в двух повторностях.To identify conditions for optimal culture growth and the accumulation of glycoside-hydrolase activities in the medium, the cultivation of P. issachenkonii KMM 3549 T strain is carried out on nutrient media of various compositions. The experiments are carried out in flasks on a thermostatically controlled shaker (170 rpm) at a temperature of 28 o C for 20 hours. Each flask contains 100 ml of culture medium and an equal amount (5%) of seed. All experiments are carried out under the same conditions in two replicates.

Питательные среды содержат в качестве источника азота пептон, дрожжевой экстракт как компонент, содержащий необходимые факторы роста, поли- или моносахариды как источники углерода и энергии и морскую воду. Culture media contain peptone as a nitrogen source, yeast extract as a component containing the necessary growth factors, poly- or monosaccharides as sources of carbon and energy and sea water.

Первоначально проводят оптимизацию состава питательной среды для штамма Р. issachenkonii KMM 3549Т по основным компонентам. Как видно из табл. 2, из шести вариантов только две модификации среды, включающие пептон и глюкозу или только пептон, оказывают положительное влияние на синтез фукоидан-гидролазы. Присутствие в питательной среде одного дрожжевого экстракта приводит к относительно слабому росту бактерий и отсутствию фукоидан-гидролазной активности. На среде, содержащей пептон и дрожжевой экстракт, и на среде, содержащей пептон, дрожжевой экстракт и глюкозу, наблюдается интенсивный рост бактерий, превышающий таковой на среде с пептоном в 3 раза, но фукоидан-гидролазная активность при этом отсутствует. Анализ результатов первой серии экспериментов позволяет предположить, что для синтеза фукоидан-гидролазы значимым является только пептон, присутствие дрожжевого экстракта и глюкозы несущественно.Initially, the optimization of the composition of the nutrient medium for the strain P. issachenkonii KMM 3549 T for the main components is carried out. As can be seen from the table. 2, of the six variants, only two modifications of the medium, including peptone and glucose or only peptone, have a positive effect on the synthesis of fucoidan hydrolases. The presence in the nutrient medium of one yeast extract leads to a relatively weak growth of bacteria and the absence of fucoidan-hydrolase activity. On the medium containing peptone and yeast extract, and on the medium containing peptone, yeast extract and glucose, intensive bacterial growth is observed, which is 3 times higher than that on the medium with peptone, but there is no fucoidan-hydrolase activity. An analysis of the results of the first series of experiments suggests that only peptone is significant for the synthesis of fucoidan hydrolase, the presence of yeast extract and glucose is not significant.

В дальнейшем исследуют влияние различных концентраций пептона на синтез фукоидан-гидролазы, ламинариназы, альгиназы и N-ацетил-β-D-глюкозаминидазы (табл. 3). Согласно полученным результатам значимой для синтеза фукоидан-гидролазы является концентрация пептона, равная 2,5 г/л. Максимальная удельная активность альгиназы наблюдается при концентрации пептона 1 г/л. Влияние различных концентраций пептона на синтез N-ацетил-β-D-глюкозаминидазы практически отсутствует. Увеличение концентрации пептона до 10 г/л приводит к интенсивному росту бактерий, но не к увеличению уровня гликозид-гидролазных активностей. The effect of various peptone concentrations on the synthesis of fucoidan hydrolase, laminarinase, alginase, and N-acetyl-β-D-glucosaminidase is further investigated (Table 3). According to the results obtained, a peptone concentration of 2.5 g / L is significant for the synthesis of fucoidan hydrolase. The maximum specific activity of alginase is observed at a peptone concentration of 1 g / L. The effect of various peptone concentrations on the synthesis of N-acetyl-β-D-glucosaminidase is practically absent. An increase in peptone concentration to 10 g / l leads to an intensive growth of bacteria, but not to an increase in the level of glycoside-hydrolase activities.

Результаты следующей серии экспериментов содержат данные по влиянию фукозы, ксилозы, рамнозы и галактозы как моносахаридных фрагментов фукоиданов на синтез гликозид-гидролаз (табл. 4). Более высокая активность фукоидан-гидролазы достигается при использовании ксилозы и галактозы. Однако в присутствии галактозы заметно повышается активность и сопутствующих гликозид-гидролаз. The results of the next series of experiments contain data on the effect of fucose, xylose, ramnose and galactose as monosaccharide fragments of fucoidans on the synthesis of glycoside hydrolases (Table 4). Higher fucoidan hydrolase activity is achieved using xylose and galactose. However, in the presence of galactose, the activity of concomitant glycoside hydrolases is also markedly increased.

Варьирование концентрации ксилозы в четвертой серии экспериментов (табл. 5) показывает, что удельная активность фукоидан-гидролазы становится максимальной при концентрации ксилозы 5 г/л. Высокая концентрация ксилозы (10 г/л) в питательной среде ингибирует рост бактерий. Varying the xylose concentration in the fourth series of experiments (Table 5) shows that the specific activity of fucoidan hydrolase becomes maximum at a xylose concentration of 5 g / L. A high concentration of xylose (10 g / l) in the culture medium inhibits bacterial growth.

Эксперименты по оптимизации питательной среды с использованием полисахаридов - фукоидана, ламинарана, альгината, агарозы и каррагинана - показывают, что агароза и каррагинан ингибируют синтез фукоидан-гидролазы (табл. 6). Фукоидан слабо индуцирует синтез фукоидан-гидролазы, но является положительным фактором для синтеза N-ацетил-β-D-глюкозаминидазы. Положительным фактором для продукции фукоидан-гидролазы является присутствие как ламинарана, так и альгината, но добавление в среду как ламинарана, так и альгината увеличивает удельную активность ламинариназы, большое содержание которой не желательно при проведении процедуры очистки фукоидан-гидролазы. Единственным ферментом, на синтез которого не влияет присутствие полисахаридов-индукторов, оказалась альгиназа. Nutrient optimization experiments using polysaccharides — fucoidan, laminaran, alginate, agarose, and carrageenan — show that agarose and carrageenan inhibit fucoidan hydrolase synthesis (Table 6). Fucoidan weakly induces the synthesis of fucoidan hydrolase, but is a positive factor for the synthesis of N-acetyl-β-D-glucosaminidase. A positive factor for the production of fucoidan hydrolase is the presence of both laminaran and alginate, but the addition of both laminaran and alginate to the medium increases the specific activity of laminarinase, a high content of which is not desirable during the purification procedure of fucoidan hydrolase. The only enzyme, the synthesis of which is not affected by the presence of polysaccharide inducers, was alginase.

Важно отметить, что эксперименты по оптимизации питательной среды с использованием полисахаридов показывают, что нецелесообразно включать полисахариды в качестве источника углерода в состав питательных сред, так как активность фукоидан-гидролазы в этом случае, так же как и других гликозид-гидролаз, весьма низка. It is important to note that experiments on optimizing the nutrient medium using polysaccharides show that it is inappropriate to include polysaccharides as a carbon source in the composition of nutrient media, since the activity of fucoidan hydrolases in this case, as well as other glycoside hydrolases, is very low.

Изобретение иллюстрируется следующими примерами. The invention is illustrated by the following examples.

Пример 1. Культивирование штамма Pseudoalteromonas issachenkonii KMM 3549T проводят на среде следующего состава (г/л): пептон - 2,5; ксилоза - 1,0; морская вода - до 1 л, рН 7,8. Выращивание бактерий, получение клеточных экстрактов и определение гликозидазных активностей в этом и последующих примерах выполняют так же, как описано выше (табл. 7).Example 1. The cultivation of the strain Pseudoalteromonas issachenkonii KMM 3549 T is carried out on a medium of the following composition (g / l): peptone - 2.5; xylose - 1.0; sea water - up to 1 l, pH 7.8. The cultivation of bacteria, obtaining cell extracts and determination of glycosidase activities in this and subsequent examples are performed as described above (table. 7).

Пример 2. Культивирование штамма Pseudoalteromonas issachenkonii KMM 3549T проводят на среде следующего состава (г/л): пептон - 2,5; ксилоза - 5,0; морская вода - до 1 л, рН 7,8.Example 2. The cultivation of the strain Pseudoalteromonas issachenkonii KMM 3549 T is carried out on a medium of the following composition (g / l): peptone - 2.5; xylose - 5.0; sea water - up to 1 l, pH 7.8.

Пример 3. Культивирование штамма Pseudoalteromonas issachenkonii KMM 3549T проводят на среде следующего состава (г/л): пептон - 5,0; ксилоза - 1,0; морская вода - до 1 л, рН 7,8.Example 3. The cultivation of the strain Pseudoalteromonas issachenkonii KMM 3549 T is carried out on a medium of the following composition (g / l): peptone - 5.0; xylose - 1.0; sea water - up to 1 l, pH 7.8.

Пример 4. Культивирование штамма Pseudoalteromonas issachenkonii KMM 3549T проводят на среде следующего состава (г/л): пептон - 5,0; ксилоза - 5,0; морская вода - до 1 л, рН 7,8.Example 4. The cultivation of the strain Pseudoalteromonas issachenkonii KMM 3549 T is carried out on a medium of the following composition (g / l): peptone - 5.0; xylose - 5.0; sea water - up to 1 l, pH 7.8.

Таким образом, варьируя состав питательной среды, можно регулировать синтез фукоидан-гидролазы, ламинариназы и N-ацетил-β-D-глюкозаминидазы. Использование предлагаемого штамма Pseudoalteromonas issachenkonii KMM 3549T и среды для его культивирования позволяет существенно упростить процесс получения фукоидан-гидролазы и снизить себестоимость получаемых продуктов, а также позволяет увеличить удельную активность фукоидан-гидролазы в 3 раза.Thus, by varying the composition of the nutrient medium, the synthesis of fucoidan hydrolase, laminarinase, and N-acetyl-β-D-glucosaminidase can be regulated. The use of the proposed strain Pseudoalteromonas issachenkonii KMM 3549 T and the medium for its cultivation can significantly simplify the process of obtaining fucoidan hydrolases and reduce the cost of the resulting products, and also allows to increase the specific activity of fucoidan hydrolases by 3 times.

Claims (2)

1. Штамм Pseudoalteromonas issachenkonii KMM 3549T - продуцент фукоидан-гидролазы.1. The strain Pseudoalteromonas issachenkonii KMM 3549 T is a producer of fucoidan hydrolases. 2. Питательная среда для культивирования продуцента фукоидан-гидролазы, содержащая источники азота, углерода и энергии, источник ростовых веществ, отличающаяся тем, что она содержит в качестве источника азота пептон, в качестве источника углерода и энергии - ксилозу, в качестве источника ростовых веществ - морскую воду при следующем соотношении компонентов, г/л:
Пептон - 2,5-5,0
Ксилоза - 1,0-5,0
Морская вода - До 1 лс
2. A nutrient medium for the cultivation of a producer of fucoidan hydrolase, containing sources of nitrogen, carbon and energy, a source of growth substances, characterized in that it contains peptone as a source of nitrogen, xylose as a carbon and energy source, and sea water in the following ratio of components, g / l:
Peptone - 2.5-5.0
Xylose - 1.0-5.0
Sea water - Up to 1 hp
RU2002102089A 2002-01-23 2002-01-23 Strain of bacterium pseudoalteromonas issachenkonii kmm 3549t as producer of fucoidane hydrolase and nutrient medium for its culturing RU2207370C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2002102089A RU2207370C1 (en) 2002-01-23 2002-01-23 Strain of bacterium pseudoalteromonas issachenkonii kmm 3549t as producer of fucoidane hydrolase and nutrient medium for its culturing

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2002102089A RU2207370C1 (en) 2002-01-23 2002-01-23 Strain of bacterium pseudoalteromonas issachenkonii kmm 3549t as producer of fucoidane hydrolase and nutrient medium for its culturing

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2207370C1 true RU2207370C1 (en) 2003-06-27

Family

ID=29211415

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2002102089A RU2207370C1 (en) 2002-01-23 2002-01-23 Strain of bacterium pseudoalteromonas issachenkonii kmm 3549t as producer of fucoidane hydrolase and nutrient medium for its culturing

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2207370C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2779448C2 (en) * 2017-05-11 2022-09-08 Кореан Инститьют оф Оушен Сайенс энд Текнолоджи Cryoprotective agent containing exopolysaccharide from pseudoalteromonas sp. cy01

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
SAKAI Т., KIMURA H., KOJIMA К., et. al. Oligosaccharides manufacture by hydrolysis of fucoidan. - Chem. Abstr, 1997, V. 126, №4. Р.113. GONZALEZ J.M., WEINER R.M. Phylogenetic characterization of marine bacterium strain 2-40, a degrader of complex polysaccharides. Int. J. Syst. Evol. Microbiol, 2000, V. 50, №2, Р.831-834. FURUKAVA S., FUJIKAWA Т., et. al. Purification and some properties of exo-type fucoidanases from Vibrio sp. №5. Biosci. Biotech. Biochem. 1992, V. 56, №11, Р.1829-1834. *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2779448C2 (en) * 2017-05-11 2022-09-08 Кореан Инститьют оф Оушен Сайенс энд Текнолоджи Cryoprotective agent containing exopolysaccharide from pseudoalteromonas sp. cy01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Kadokura et al. Purification and characterization of Vibrio parahaemolyticus extracellular chitinase and chitin oligosaccharide deacetylase involved in the production of heterodisaccharide from chitin
US6379947B2 (en) Biologically pure culture of Fucoidanobacter marinus SI-0098 (FERM BP-5403)
KR101206006B1 (en) Strain of flammeovirga sp. having a agar-decomposition activity and method of producing agarooligosaccharides using the same
Urvantseva et al. Distribution of intracellular fucoidan hydrolases among marine bacteria of the family Flavobacteriaceae
Choi et al. Production of agarase from a novel Micrococcus sp. GNUM-08124 strain isolated from the East Sea of Korea
RU2207370C1 (en) Strain of bacterium pseudoalteromonas issachenkonii kmm 3549t as producer of fucoidane hydrolase and nutrient medium for its culturing
KR100887682B1 (en) Novel Spingomonas sp. Strain Capable of Degrading Fucoidan of Korean Undaria Pinatifida Sporophyll
JP4132297B2 (en) Method for producing oligosaccharide
Varbanets et al. Marine actinobacteria–producers of enzymes with Α-l-rhamnosidase activity
KR100794593B1 (en) Strain of thalassomonas sp. having a agar-decomposition activity and method of producing agarooligosaccharides using the same
US5834257A (en) α-agarase and production process of oligosaccharides and monosaccharides
KR100523528B1 (en) Novel Cellulomonas sp. GM13 strain producing chitinase
Wu et al. Identification and characterization of a new agar-degrading strain with the novel properties of saccharides inhibition and nitrogen fixation
BYUN et al. Isolation and characterization of marine bacterium producing arylsulfatase
JP4826824B2 (en) oligosaccharide
JP3003009B2 (en) Mannose isomerase and method for producing mannose using the same
青木恭彦 et al. Isolation and identification of a porphyran-degrading bacterium.
KR20050079035A (en) A low molecular weight agarose-specific α-agarase from an agarolytic marine bacterium Pseudoalteromonas sp. BL-3 and its utilization
JP2615443B2 (en) Method for producing N-acetyl-D-glucosamine deacetylase
JP3529173B2 (en) Novel agar-degrading enzyme and method for producing neo-agarobiose using the same
茶木貴光 et al. Purification and characterization of alginate lyase from Pseudoalteromonas sp. strain no. 1786
Abdel‐Aziz Production and some properties of two chitosanases from Bacillus alvei
JP4197604B2 (en) Novel strain, novel α-glucosidase and method for producing the same
JPH08275776A (en) New chitinase and its production
JPS61280277A (en) Production of chitosanase

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20160124