การควบคุมกระบวนการสังเคราะห์พอลิ-เบต้า-ไฮดรอกซีอัลคาโนเอทใน Alcaligenes eutrophus ATCC 17697

Abstract

ทำการเพาะเลี้ยงเซลล์ Alcalligenes eutrophus ATCC 17697ในอาหารสูตรเกลือแร่ที่มีฟรุกโตสและแอมโมเนียมซัลเฟต เป็นแหล่งต้นตอคาร์บอนและไนโตรเจน เมื่อศึกษาเปรียบเทียบรูปแบบการเจริญและการผลิตพอลิ-เบต้า-ไฮดรอกซีบิวทิเรท ในอาหารสูตรเกลือแร่และอาหารสูตรอุดม พบว่าในอาหารสูตรเกลือแร่ ให้ปริมาณพอลิ-เบตา-ไฮดรอกซีบิวทิเรทสูงกว่าอย่างเห็นได้ชัด และขึ้นกับความเข้มข้นของ ฟรุกโตสและแอมโมเนียมซัลเฟตที่ใช้ ในขณะที่การเพาะเลี้ยงเชื้อในอาหารสูตรอุดมจะให้ปริมาณพอลิ-เบต้า-ไฮดรอกซีบิวทิเรทต่ำมาก ในการศึกษาเอนไซม์ 3 ชนิด (เบต้า-คีโตไธโอเลส, อะซิโตอะซิติลโคเอรีดักเตสและไฮดรอกซี บิวทิเรทดีไฮโดรจีเนส) ที่เกี่ยวข้องกับการสังเคราะห์พอลิ-เบตา-ไฮดรอกซีบิวทิเรทของ A.eutrophuในสภาวะของการสะสมพอลิ-เบตา-ไฮดรอกซีบิวทิเรท แตกต่างกัน พบว่าการเพาะเลี้ยงในอาหารสูตรเกลือแร่ที่มีปริมาณแอมโมเนียมซัลเฟตต่ำ (0.1 กรัมต่อลิตร) จะให้แอคติวิตีจำเพาะของเอนไซม์เบต้า-คีโตไธโอเลสและอะซิโตอะซิติลโคเอรีดักเตสสูงกว่า 4 และ 2 เท่าตามลำดับ ของที่เลี้ยงในอาหารสูตรเดียวกันที่มีแอมโมเนียมซัลเฟต2 กรัมต่อลิตร ขณะที่มีการสะสมของพอลิ-เบตา-ไฮดรอกซีบิวทิเรทเพิ่มขึ้นเพียง 2 เท่า เมื่อเติมอาหารสูตรอุดมลงในอาหารสูตรเกลือแร่ ทำให้ A. eutrophu เจริญเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็ว แต่เป็นผลให้การสังเคราะห์พอลิ-เบตา-ไฮดรอกซีบิวทิเรท ลดลงอย่างชัดเจน เช่นเดียวกับแอคติวิตีจำเพาะของเอนไซม์ ทั้งสามชนิดที่มีค่าต่ำ ส่วนการเปรียบเทียบแอคติวิตีจำเพาะของเอนไซม์เบต้า-คีโตไธโอเลสและอิซิโตอะซิติลโคเอรีดักเตส เมื่อเพาะเลี้ยงในอาหารสูตรอุดม ที่ระยะการเจริญคงที่จะต่ำกว่าในอาหารสูตรเกลือแร่ที่มีแอมโมเนียมซัลเฟต 2 กรัมต่อลิตร ขณะที่แอคติวิตีจำเพาะของเอนไซม์ไฮดรอกซีบิวทิเรทดีไฮโดรจีเนสสูงกว่า 10 เท่า การศึกษาโคพอลิเอสเทอร์ของ 3-ไฮดรอกซีบิวทิเรท และ 3-ไฮดรอกซีวาเลอเรท ที่ A. eutrophus สังเคราะห์ พบว่าการเติมกรดบิวทิริคลงในอาหารสูตรเกลือแร่ ทำให้สัดส่วนของ 3-ไฮดรอกซีบิวทิเรท ต่อ 3-ไฮดรอกชีวาเลอเรทสูงขึ้น เช่นเดียวกับการที่แอคติวิตีจำเพาะของเอนไซม์เบต้า-คีโตไธโอเลสและอะซิโตอะซิติลโคเอรีดักเตส เพิ่มขึ้น 9-10 เท่า และ 3-4 เท่า ตามลำดับ เมื่อเปรียบเทียบกับอาหารสูตรเดียวกันที่ไม่เติมกรดบิวทิริค