ผลของสารต้นตอคาร์บอนและไนโตรเจน ต่อการผลิตโปรตีเอสและเอนไซม์ในไนโตรเจน เมแทบอลิซึม ของ บาซิลลัส สับติติส TISTR 25

Abstract

ในการเลี้ยง Bacillus subtilis TISTR 25 ในอาหารสูตรปรับต่ำ pH 6.0 อุณหภูมิ 30°ซ และเสริมด้วยสารต้นตอไนโตรเจน พบว่า กลูตาเมท แอสปาราจีน อาร์จินีนโพรลีน และ เคซีนไฮโดรไลเสท มีผลให้การเจริญและแอคติวิติจำเพาะของเอนไซม์โปรตีเอสสูงกว่าในกลุ่มอื่น ๆ ที่ศึกษา ส่วนสารต้นตอคาร์บอนเช่น ซิเตรทและซัคซิเนท พบว่ามีบทบาทหรือ ความสำคัญต่อการผลิตโปรตีเอสน้อยกว่ากลุ่มของสารต้นตอไนโตรเจน และพบว่าสารต้นตอคาร์บอนเหล่านี้ รวมทั้งกลูโคส เมื่อเสริมในน้ำเลี้ยงร่วมกับกลูตาเมท ยังมีผลไปลดการผลิตโปรตีเอสโดยขบวนการแคแทบอไลท์รีเพรสชันอีกด้วย นอกจากนี้ยังพบว่า กรดอะมิโนที่มีความเข้มข้นสูงพอเหมาะ เช่น เคซีนไฮโดรไลเสทที่ระดับความเข้มข้นสูงกว่า 0.5 เปอร์เซนต์ และกลูตาเมทที่ความเข้มข้นสูงกว่า 100 มิลลิโมลาร์ ก็สามารถลดการผลิตโปรตีเอสได้ ในการศึกษาผลของกรดอะมิโนผสมและกรดอะมิโนเดี่ยว ต่อการผลิตโปรตีนเอสพบว่า กรดอะมิโนผสมสามารถสนับสนุนการเจริญ และค่าแอคติวิตีของโปรตีเอสได้สูงกว่ากรดอะมิโนเดี่ยวอย่างชัดเจน เมื่อศึกษาผลของกรดอะมิโนเดี่ยวแต่ละชนิดพบว่า ในกรณีที่ใช้ กลูตาเมทแอสปาราจีน โพรลีน หรือเคซีนไฮโดรไลเสท จะมีผลให้เชื้อผลิตโปรตีเอสในปริมาณเท่า ๆ กัน และยังเป็นผลให้อัตราส่วนของ ซีรีนต่อเมตัลโปรตีเอสที่ผลิตได้มีค่าใกล้เคียงกันอีกด้วย การศึกษาโดยใช้สารยับยั้ง rifampin และการเปรียบเทียบผลจากการเติมกลูโคสที่ช่วงการเจริญต่างกัน ทำให้สันนิษฐานได้ว่า การควบคุมการผลิตโปรตีเอส ของ Bacillus subtilis TISTR 25 น่าจะเกิดขึ้นที่ระดับการถอดรหัสของจีนส์ที่เกี่ยวข้อง เนื่องมาจากสารต้นตอไนโตรเจน มีอิทธิพลต่อการผลิตโปรตีเอสมากกว่าสารต้นตอคาร์บอน จึงได้ศึกษาถึงความสัมพันธ์ของการผลิตโปรตีเอส กับเอนไซม์ที่เกี่ยวข้องในวิถีไนโตรเจน พบว่าวิถีที่เร่งโดย GS-GOGAT มีความสำคัญในการนำสารต้นตอไนโตรเจน เข้าสู่ขบวนการเมแทบอสิซึม มากกว่าวิถีที่เร่งโดย GDH และการผลิตโปรตีเอสมีความสัมพันธ์แบบผกผันกับแอคติวิติของเอนไซม์ GS และ GOGAT