Betaiinisynteesi geneettisesti muokatulla Escherichia colilla

No Thumbnail Available

URL

Journal Title

Journal ISSN

Volume Title

Helsinki University of Technology | Diplomityö
Checking the digitized thesis and permission for publishing
Instructions for the author

Authors

Date

1999

Department

Kemian tekniikan osasto

Major/Subject

Bioprosessitekniikka

Mcode

Kem-70

Degree programme

Language

fi

Pages

100

Series

Abstract

Äärimmäisen halofiilisen Ectothiorhodospira halochloris -eubakteerin betaiinisynteesiä koodaavat geenit kloonattiin Escherichia coliin, jossa betaiinisynteesin merkitystä tutkittiin suola- ja sokeristressissä kasvavilla soluilla. Työn kirjallisuusosassa tarkasteltiin E. colin sopeutumista kasvuympäristön aiheuttamaan osmoottiseen stressiin. Kirjallisuusosassa selvitettiin myös osmolyyttien suojaavia ominaisuuksia ja ennen kaikkea paneuduttiin betaiinin merkitykseen osmolyyttinä. Lopuksi käytiin lyhyesti läpi muita soluja stressaavia olosuhteita ja tarkasteltiin kirjallisuuden pohjalta onko betaiinilla havaittu olevan merkitystä myös näissä olosuhteissa. Työn tutkimusosan alkuperäisenä tarkoituksena oli rekombinantti-E. coli-kantojen kasvattaminen fermentorimittakaavassa. Plasmidistabiilisuusongelmien vuoksi päädyttiin kuitenkin hyvin aikaisessa vaiheessa takaisin pullomittakaavan kokeisiin. Ensisijaiseksi tavoitteeksi muotoutui kyseisten stabiilisuusongelmien ratkaiseminen. Stabiililla E. coli-kloonilla tutkittiin betaiinisynteesin ja betaiinin akkumuloitumisen merkitystä solun kasvuun korkean suola- ja sokeripitoisuuden aiheuttamassa osmoottisessa stressissä. Lisäksi tehtiin alustavia kokeita, joissa selvitettiin akkumuloiko solu betaiinia, kun hapen saatavuus on rajoitettua. Kloonatun de novo synteesireitin tuottaman betaiinin havaittiin stimuloivan E. coli XL1-Blue-kannan kasvua mineraalikasvuliuoksessa 0,3, 0,4, 0,5 ja 0,6 M NaCl-pitoisuuksissa. Suolastressissä kasvava E. coli akkumuloi kuitenkin huomattavasti enemmän kasvuliuokseen lisättyä betaiinia kuin syntetisoimaansa betaiinia, jonka seurauksena myös parhaat solusaannot määritettiin kasvuliuoksissa, joihin oli lisätty betaiinia. Tulokset viittaavat siihen, että de novo betaiinibiosynteesiä E. colissa rajoittaa pikemmin prekursoreiden (esim. S-adenosyylimetioniini) saatavuus kuin kyseisten geenien ekspressiotaso. Betaiinin syntetisointi stimuloi E. coli XLI-Blue-kannan kasvua myös korkeissa sakkaroosipitoisuuksissa (150 ja 200 g l [-1]). Sen sijaan korkeassa glukoosipitoisuudessa E. coli ei hyötynyt betaiinisynteesireitistä. Lisäksi havaittiin, että betaiinin syntetisointi stimuloi E. colin kasvua, kun hapen saatavuus oli rajoitettua.

Description

Supervisor

Leisola, Matti

Thesis advisor

Ojamo, Heikki

Keywords

Other note

Citation

Permanent link to this item

https://urn.fi/URN:NBN:fi:aalto-2020120445892

Collections

[dipl] Teknillinen korkeakoulu / TKK