Интенсификация биосинтеза эритромицина А факторами, снижающими лизис в культуре Saccharopolyspora erythraea

Мичурина, Татьяна Анатольевна

Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему
Интенсификация биосинтеза эритромицина А факторами, снижающими лизис в культуре Saccharopolyspora erythraea
ВАК РФ 03.00.23, Биотехнология

Автореферат диссертации по теме "Интенсификация биосинтеза эритромицина А факторами, снижающими лизис в культуре Saccharopolyspora erythraea"

На правах рукописи

~ а Й

ииЭ05ТЗВ4

МИЧУРИНА ТАТЬЯНА АНАТОЛЬЕВНА

ИНТЕНСИФИКАЦИЯ БИОСИНТЕЗА ЭРИТРОМИЦИНА А ФАКТОРАМИ, СНИЖАЮЩИМИ ЛИЗИС В КУЛЬТУРЕ ССНЛЯОРОЬУБРОЯЛ ЕКУТНКАЕА

03.00.23. - Биотехнология

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук

Москва 2007

003057364

Работа выполнена на кафедре Экологической и промышленной биотехнологии в Московском государственном университете инженерной экологии.

Научный руководитель: кандидат биологических наук

Сергеева Алла Владимировна

Официальные оппоненты: доктор биологических наук

Бибикова Маргарита Васильевна

доктор биологических наук, профессор Воробьева Лена Ивановна

Ведущая организация: Научно-Исследовательский Институт по изысканию новых антибиотиков Российской Академии Медицинских Наук им. Г.Ф.Гаузе

Защита состоится 22 мая 2007 года в ю _ на заседании диссертационного совета ДМ 212.204.13 в Российском химико-технологическом университете им. Д.И. Менделеева (125047, Москва, Миусская пл., д.9) в ауд. 443.

С диссертацией можно ознакомиться в Информационно-библиотечном центре РХТУ имени Д.И. Менделеева

Автореферат диссертации разослан « /3» ылкьлэ^ 2007 г.

Ученый секретарь

диссертационного совета ДМ 212.204.13

Шакир ИВ.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ Актуальность темы В настоящее время Россия значительно отстает от мировых темпов развития биотехнологии Производство антибиотиков в нашей стране на основе микробного синтеза стало нерентабельным. Однако фармсубстанции таких антибиотиков, как бензилпенициллин, окситетрациклин, канамицин и эритромицин, имеют высокий спрос на внутреннем рынке, поскольку они с успехом используются для изготовления на их основе лекарственных средств и для трансформации в еще более эффективные полусинтетические антибиотики.

Практическая ценность производных эритромицина стимулировала интерес к новым модификациям молекулы антибиотика Исходным сырьем служит субстанция эритромицина, получаемая в результате глубинного культивирования штаммов 8ассЫгоро1у$рога егуМгаеа, с последующим выделением и очисткой Перспективный рынок сбыта имеют преимущественно быстрорастворимые препараты, содержащие свыше 90% эритромицина А Поэтому актуальным является повышение эффективности промышленного производства эритромицина А, которое связано с созданием новых высокопродуктивных штаммов-продуцентов и усовершенствованием технологии биосинтеза.

Цель работы - повышение продукции эритромицина А штаммом Я. егуЛгаеа С-77 за счет снижения интенсивности процессов лизиса мицелия при глубинном культивировании. Основные задачи

- разработать метод оценки состояния культуры при глубинном культивировании на комплексной среде,

- на основе высокопродуктивного штамма Я. егуЛгаеа С-77 получить мутантный штамм с повышенной устойчивостью мицелия к лизису,

- исследовать влияние антиоксидантов на лизис мицелия в глубинной культуре;

- оценить влияние компонентов питательной среды на литические процессы в культуре 5. егуЛгаеа С-77;

- наметить пути предотвращения лизиса культуры и воздействия на нее неблагоприятных факторов, снижающих биосинтез эритромицинов,

- оптимизировать составы посевной и ферментационной сред с целью повышения выхода эритромицина А.

Научная новизна

- Разработана оригинальная методика оценки степени лизиса мицелия при глубинном культивировании 5. егуМгаеа С-77 на комплексной ферментационной среде по концентрации ДНК в нативной жидкости (супернатанте).

Получен мутант, устойчивый к туникамицину характеризующийся повышенной устойчивостью мицелия к лизису.

- Показано, что одной из причин лизиса мицелия продуцента эритромицина в глубинной культуре является негативное воздействие окислительного стресса. Впервые показано положительное влияние антиоксидантов (цитохром С, бутилоксианизол, а-токоферол) на рост мицелия Б. егуЛгаеа и биосинтез эритромицинов.

- Физиологически обосновано повышение продукции эритромицинов на средах с преимущественным содержанием липидов в качестве основного источника углерода.

- Предложен подход к оптимизации ферментационной среды, основанный на сбалансированности основных источников углерода (углеводов и липидов). Разработана и экспериментально проверена среда, обеспечивающая повышение продукции эритромицина А на 40-50 %.

Практическая значимость

- Предложено использовать концентрацию ДНК в нативной жидкости для оценки лизиса мицелия актиномицетов при глубинном культивировании на комплексных средах. Этот параметр позволил достоверно оценивать состояние глубинной культуры & егуЛгаеа при ферментации.

- Получен мутантный штамм Б. егугИгаеа Типк-2, характеризующийся повышенной устойчивостью клеточной стенки к механическому воздействию мешалок при культивировании в биореакторах.

- Разработаны новые посевная и ферментационная среды, позволяющие снизить затраты на компоненты сырья в два раза и увеличить продукцию эритромицина А на 40-50%.

- Разработан лабораторный регламент оптимизированной технологии биосинтеза эритромицина, использованный ООО ПКФ «БИГОР» при подготовке исходных данных для проектирования производства эритромицина-основания.

- Разработанные методики, штаммы, питательные среды и технология ферментации могут быть использованы при организации конкурентоспособного производства эритромицина А в России.

Апробация работы Результаты диссертационной работы докладывались: на 8 и 9-ой Пущинской школе-конференции молодых ученых: Биотехнология -наука XXI века, Пущино, 2004, 2005 гг.; на Всероссийской выставке научно-технического творчества молодежи ЬГГТМ, Москва, 2005 г.; на 19-ой Международной конференции молодых ученых по химии и химической технологии, РХТУ им. Д.И. Менделеева, Москва, 2005 г.

Публикации По теме диссертации опубликован 1 патент и 9 печатных работ, из них 2 - статьи в реферируемом журнале, 2 - статьи в сборниках научных трудов РХТУ им Д.И. Менделеева и МГУИЭ, 5 - тезисы научных конференций.

Структура и объем работы Диссертационная работа включает: введение, обзор литературы, описание материалов и методов исследования, результаты экспериментов и их обсуждение, выводы, список литературы, приложения. Диссертация изложена на 159 страницах текста, содержит 28 таблиц и 34 рисунка; список литературы включает 240 наименований

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность темы, сформулированы цель исследования, научная новизна и практическая ценность полученных результатов, указан личный вклад соискателя.

1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР

В обзоре литературы рассмотрены основные свойства антибиотика эритромицина А и его синтетических производных. Описан биогенез молекулы эритромицина А, физиологическая и биохимическая регуляция его биосинтеза Показана взаимосвязь морфологических изменений и биосинтеза

эритромицинов в культурах актиномицетов, в том числе S. erythraea. Обобщены и проанализированы работы, в которых показана связь окислительного стресса с литическими процессами. Рассмотрены особенности метаболизма актиномицетов на средах с углеводами и липидами и возможные механизмы защиты мицелия от лизиса. Обобщены патентные данные о производстве субстанции эритромицина в России и за рубежом.

Анализ литературных данных позволил сформулировать задачи данного исследования.

2. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ

2.1. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ

Объектом исследования являлись штаммы Saccharopofyspora erythraea: высокопродуктивный С-77 (Патент 2281332 РФ, 2004) и полученные на его основе мутанты. Глубинное культивирование проводили на качалочных колбах объемом 250 мл (25 мл среды) и 750 мл (40 мл среды) на ротационных качалках (220-300 об/мин) и в лабораторных ферментерах «Анкум», объемом 10 л (мешалки турбинного типа, 800-1000 об/мин, расход воздуха 4-6 л/мин.) при температуре 33±1°С. Содержание биомассы определяли гравиметрически («по сухому весу»), объемным методом: 10 мл культуральной жидкости центрифугировали при 4000 об/мин 10 мин и учитывали объем, занимаемый влажной биомассой в процентах от общего объема («по влажной биомассе») и по концентрации ДНК в биомассе (определяли модифицированным методом Бартона (Burton К., 1968)). Количественное определение антибиотиков эритромицинового комплекса и углеводов проводили методом ТСХ (Kibwage I.O., 1988) в сочетании с оптической денситометрией на приборе High speed TLC scanner CS-920 фирмы Shimadzu. Обработку экспериментальных данных проводили с помощью программы SuperCalc4. Активность сукцинатдегидрогеназы определяли колориметрически по восстановлению трифенилтеразолия (Гривинь П.П., 1968). Оптимизацию питательной среды проводили с использованием метода Бокса-Уилсона. Для статистической оценки результатов использовали расчет дисперсии воспроизводимости относительного отклонения величины, усредненный по большому массиву

экспериментов, расчет доверительных интервалов средних значений и разницы двух значений (Бирюков В.В., 2004).

300 ^ 200 100

2.2. РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ 2.2.1. Характеристика развития культуры 5. егуШгаеа на основании анализа степени лизиса мицелия при глубиппой ферментации

Определение количества биомассы по «сухому весу» не отражает истинного содержания жизнеспособных клеток в комплексной среде, содержащей нерастворимые частицы питательных компонентов Поэтому

решено было использовать метод определения биомассы по концентрации ДНК в биомассе (ДНКБМ); а для контроля лизиса мицелия - по содержанию ДНК в } супернатанте (найгв-жидкости,

ДНКнж\ Для

количественного опре-

-БМ

72 96 120 144 Времи, ч

-ДНКбм -О-ДНКНЖ ыа МГДНКБМ/ГБМ

Рис. 1. Содержание биомассы и ДНК по ходу роста егугЪгаеа 0,-11 на модельной среде. БМ- концентрация биомассы «по сухому весу», г/л, ДНКбм-концентрация ДНК в биомассе, мг/л; мг ДНК/г БМ -количество мг ДНКБм в 1г БМ; ДНКнж- концентрация ДНК в пативпой жидкости, мг/л

60 50

зо "

144

168

20 10 0 -

■£ „ ы НОИ

96 120 Время, н

-о-днкбм -о-днкнж ега -л-Вл.бм

Рис. 2. Параметры ферментации 5. егу&гаеа С-77 на комплексной среде в биореакгоре. Вл. БМ -концентрация биомассы «по влажной биомассе»,%; Ег А- концентрация эритромицина А, г/л

деления

использован

Бартона,

цированный

ДНК

метод модифи-с учетом

особенностей культуральной жидкости (КЖ) 5. erythraea С-11.

На модельной среде, не содержащей твердых частиц, в качалочных колбах провели анализ биомассы по двум параметрам: по «сухому весу» и по концентрации ДНК. В результате выяснилось, что временной профиль содержания ДНК в биомассе более соответствует классической кривой роста, чем временной профиль, измеренный по «сухому весу» биомассы (рис.1). Фаза лизиса мицелия (после 96 часов) хорошо согласовалась с нарастанием содержания ДНКнж- На комплексной ферментационной среде Ф в лабораторных биореакторах установлена также корреляция концентрации ДНКем и «влажной биомассы» (вл. БМ) (рис. 2). Лизис в культуре проявлялся уже в ростовой фазе, основная продукция антибиотика эритромицина А (Ег А) происходила в условиях лизиса значительной части мицелия.

В дальнейшем для характеристики ростовых процессов культуры использовали такие показатели как «влажная биомасса» и концентрация ДНК в биомассе - для определения количества биомассы, содержание ДНК в нативной жидкости — для оценки лизиса мицелия в процессе культивирования.

2.2.2. Селекция мутантов, устойчивых к антибиотикам - ингибиторам

С целью повысить прочность клеточной стенки были получены спонтанные мутанты, устойчивые к антибиотикам-ингибиторам синтеза клеточной стенки: ампи-цилину (AmpR, при концентрации 100-600 мкг/мл), туникамицину (TunR, 25-200 мкг/мл). С целью повышения продукции эритромицинов и стабилизации этого

синтеза клеточной стенк

140

120 ■

2 100 -

а 60

П, п. п,

е2 Количество продуктивных колоний в популяции □ Ег А

Рис. 3. Уровень продукции эритромицина А у мутантов, устойчивых к антибиотикам. (% к контролю - показателям штамма С-77).

Признака дополнительно проВДШ селекцию полученных муташоа па устойчивость ес хлорамфешгколу (Стк, 7 МЮ/мл). Для дальнейшей рябогы были выбраны мутанты ТшД устойчивые к 25 мкг/мл туникамицина, так как они Показали наибольшее увеличение продукции антибиотика (10-17%) при культивировалии » колбах и самую высокую стабильность сохранения этого

признака в поколениях (рис. 3).

Были проведены четыре независимых ферментации штамма С-77 и мутанта Тип*Ш па комплексной среде Ф в биорсакторах. Параметры роста значимо подтвердили, что нггамм С-77 и мутант Тип--2 имеют существенные различия в своем развитии в глубинной культуре: в культуре мутанта накопление биомассы в 1,5-2 раза выше, а процессы лизиса мицелия ослаблены (на 3555% 1шже) (рис. 4).

Таким образом, мутация резистентности к тупиками! мну привела к повышению устойчивости мицелия к механическому воздействщз мешалок Однако устойчивость гиф мутанта к лизису пс повлияла на продукцию антибиотика в условиям биореактора (рис. 4).

2.2.3. Влияние антноксидантов на развитие £ егу№гаеа С-77 Одним из основных факторов* повреждающих липйды мембран, явлзйотса активные формы кислорода (АФК). Они образуются в клетках, в основном, в процессе дыхания. Для выявления наличия АФК и окислительного стресса в мицелии егушиеа С-77 как возможных футоров, воздействующих па рост и лизис культуры, исследовала влияние аттюхеидантов: питохрома С (Цнг С7 30-60 мкг/мл), бутшюксиаиизола (БОА, 20-60 мкг/мл), бутшшкеитолуола (БОТ, 10-40 мкг/мл), «-токоферола (ТФ. !0-20 мкг/мл). В качестве агента, усиливающего окисление липидов мембран и присутствий АФК, тестировали

Рис. 4. Основные усредненные показатели четырех ферментации штамма Типк-2 в бдареак-торах (% к показателям ферментации штамма С-77, 7-е сутки).

цитрат железа (Ре, 50 мкг/мд). Все испытанные антиоксиданты (за

исключением БОТ) вызывали значительное увел!тчсдае биомассы {до 90 %) и снижение ДНКцж (на 5-50%) (рис 5). Это указывало на то, что ослабление процессов лизиса мицелия вызвано подавлением окислительного стресса антиоксидантами. Синтез эритромицинов

незначительно повышался (от 2 до 11%) в присутствии всех антиоксидантов (кроме БОТ). Очевидно в условиях культивирования акганомицета на ферментационной среде Ф, обогащенной углеводами и липидами, в мицелии ощущается дефицит эндогенной антиокислительиой защитной системы. На фоне этого дефицита и проявляется защитная роль экзогенных антиоксидантов. В присутствий ионов железа наблюдали резкое снижение накопления биомассы (на 46%), повышение лизиса мицелия (на 11%) и снижение биосинтеза антибиотика (на 27%).

2.2.4. Развитие & егуЛгаеа С-77 на «лнппдеой» и «углеводной» ферментационных средах

В состав ферментационной среды Ф входят два разнокачественных но характеру метаболизма углеродных субстрата: углеводы (крахмал - ЗОг/л, декстрин - 40г/л) и липиды (соевое масло 50г/л). Источники образования АФК ири катаболизме липидов и углеводов могут быть различными. При утилизации липидов Повышается потребность в кислороде. Липиды также являются более эффективными «поставщиками» метаболитов для синтеза аглйкОнов макролидных антибиотиков. Поэтому представляло интерес

ЙВл. ЕМ адНКмжПЕг

Рис. 5. Влияние антиоксидантов на параметры ферментации егуви-аеа С-77 на среде Ф. (% к контролю без добавок, 6-е сутки).

исследовать влияние одного из антиоксидантов (а-токоферола) на развитие

X егучкгаеа и биосинтез эритромицинов на углеводной среде (среда ФУ, С-суб-

страт представлен декстрином -

60 г/л) и на среде с преимущественным содержанием липидов (среда ФЛ, С-субстраты представлены декстрином - 10 г/л и соевым маслом - 50 г/л).

В 5-суточных культурах уровень биомассы на среде ФЛ на 27 % выше, чем на среде Ф, а на среде ФУ на 32 % ниже (табл 1) Защитный эффект а-токоферола в культуре на среде ФЛ (повышение биомассы на 12%) выражен слабее, чем в культуре на среде ФУ (повышение биомассы на 57%) Это косвенно указывает на то, что в клетках «липидной» культуры собственная анти-оксидантная защита функционирует активнее. Одной из причин этого может быть то, что при усвоении липидов индуцируется альтернативный цианид-

резистентный путь переноса электронов на кислород, который выполняет защитную антиокислительную функцию в дополнение к супероксидцисмутазе и катал азе (Кагайа Ь. й. а!., 1999). Наличие этого цианидрезистентного дыхания показано у & егуЛгаеа

Таблица 1. Параметры роста и биосинтеза при культивировании Б. егуЛгаеа 0,-11 на средах Ф, ФЛ, ФУ

Среда Параметры культуры Продолжительность культивирования

5 суток 8 суток

Ф ДНКбм, мг/л 205 110

(конт- ДНКнж, мг/л 290 390

роль, К) Ег, % к К 100 100

ДНКбм, мг/л 240 110

Ф+ТФ ДНКнж, мг/л 150 305

Ег, % к К 102 107

ДНКбм, мг/л 260 130

ФЛ ДНКнж, мг/л 270 320

Ег, % к К 109 114

ДНКБМ, мг/л 290 145

ФЛ+ТФ ДНКнж, мг/л 225 300

Ег, % к К 112 123

ДНКбм, мг/л 140 75

ФУ ДНКнж, мг/л 300 360

Ег, % к К 45 53

ДНКбм, мг/л 220 90

ФУ+ТФ ДНКнж, мг/л 210 330

Ег, % к К 46 52

Прим. Доверительные интервалы средних

значений, представленных в табл 1,

е~ для ДНКбм - 2,9%, ДЕЖнж- 3,2%, У]

Ег - 5,6%; доверительные интервалы разницы значений : для ДНКБМ - 4,1 %,

ДНКнж- 4,5 %, Ег- 7,9%.

(Scott RI., et. al., 1989). Накопление суммарных эритромицинов (Er) в «липидной» культуре на 14% выше, а в «углеводной» - на 48% ниже, чем в контрольной на среде Ф (на 8-е сутки ферментации).

На основании представленных данных можно сделать вывод, что сдерживание антиоксидантами процессов лизиса мицелия и увеличение содержания биомассы в культуре не являются факторами, специфически влияющими на интенсивность биосинтеза эритромицинов. Т.е. для увеличения продуктивности глубинных культур S. erythraea необходимо создавать условия, при которых антиоксидантная защита предотвращала бы лизис продуктивного

Таблица 2. мицелия- а не Влияние янтарной кислоты на биосинтез эритромицинов на среде ФЛ1

Добавка (в 2-сут. культуру) Концентрация компонентов эритромицинового комплекса, мМ (5 сутки культивирования)

МЕВ ErD ЕгА ErD+ErA

— 4,5 0,2 2,8 3,0

Сукцинат Na, 2,5 г/л 2,2 0,9 3,8 4,7

МЕВ

ЕгА ErD

• • •

Рис. 6. Влияние янтарной кислоты на биосинтез эритромицинов на средах ФЛ1 и ФУ на 5-е сутки ферментации (данные ТСХ). а - культура на среде Ф9 (контроль), б - на среде ФЛЬ в - на среде ФЛ1+сукцинат Ыа, г - стандарт Ег А, д - стандарт МЕВ. Обозначения: МЕВ - микарозилэритро-нолид В; ЕгА, ЕгБ - эритромицины А и Б.

способствовала нарастанию всей массы мицелия.

В культуре на среде с преимущественным содержанием соевого масла процессы роста протекают активнее, лизис мицелия выражен слабее и продуктивность выше, чем в культурах на средах Ф и ФУ. Одной из основных причин повышения продукции

эритромицинов в «липидной» культуре может служить индукция глиоксилатного цикла, ведущая к увеличению «пула» сукцината (янтарной кислоты) и повышенному образованию из него ключевого предшественника в биосинтезе лактонной части эритромицинов - метилмалонил-

КоА. Однако изучение влияния сукцинагга на биосинтез эритромицинов показало, что янтарная кислота активно вовлекается и в центральный метаболизм, в том числе в биосинтез углеводных компонентов молекулы эритромицинов (табл. 2, рис. 6). В культуре на среде ФЛ, (содержит 50 г/л соевого масла и не содержит декстрин) сукцинат вызывал снижение накопления МЕВ (предшественник ЕгЕ> с одним углеводным компонентом микарозой, присоединенной к лактону) и увеличение накопления ЕЮ (к лактону присоединены два углеводных компонента: микароза и дезозамин).

Об активном окислении янтарной кислоты в «липидной» культуре (среда ФЛО свидетельствует повышенная активность сукцинатдегидрогеназы. наши исследования показали, что она в два раза выше, чем в «углеводной» культуре (среда ФУ). Эти данные свидетельствуют о необходимости наличия углеводов в среде не только как предшественников углеводных компонентов эритромицинов, но и как фактора, сдерживающего окисление янтарной кислоты и сберегающего ее для синтеза лактона.

2.2.5. Оптимизация питательных сред для штамма Я. егуЛгаеа С-77

Исходя из вышеизложенного, представлялось целесообразным провести оптимизацию состава ферментационной среды методом математического планирования на основе изменения соотношения концентрации углеводных и липвдных компонентов. Варьирование проводили по 4-м факторам, по результатам экспериментов оценили значимость коэффициентов регрессии для различных компонентов среды. В результате оптимизации из среды полностью исключен крахмал, содержание декстрина уменьшено в 1,6 раз и незначительно снижено содержание масла - на 10% Соотношение лшшды/углеводы в оптимизированной среде Ф9 увеличилось в 2,5 раза по сравнению с подобным соотношением в среде Ф. При ферментации на среде Ф9 уровень биосинтеза суммарных эритромицинов возрос на 10-12%, а эритромицина А - на 40-50%, процентное содержание компонента эритромицина А в общей сумме эритромицинов повысилось на 20-22%.

Для среды Ф9 была подобрана посевная среда ПС-2А, не содержащая крахмал.

72 96 120 время, ч -ф9:ега -«- ф:орв

144 168 192 —■—ф9: орв

2.2.6. Исследование развития культур на ферментационных средах Ф и Ф9

Было проведено сравнительное исследование динамики накопления антибиотика и изменений ряда параметров кулътуральной жидкости в процессе ферментации на качалочных колбах на исходной Ф и новой Ф9 средах. В культуре на среде Ф9 синтез эритромицина А происходил с повышенной скоростью, в результате чего к 7 суткам его концентрация составила 6,6±0,3 г/л

(в культуре на среде Ф -4,9±0,2 г/л) (рис. 7). Культура на среде Ф9 характеризовалась более активной утилизацией углеводов, соевого масла и повышением накопления биомассы (на 40%) (рис 7, 8). По-видимому, на сбалансированной по

содержанию углеводов и липидов среде Ф9 не происходит угнетения потребления одного углеродсодержащего субстрата другим. За счет этого субстраты утилизируются одновременно и метаболиты оптимально распределяются на синтез лактонной и углеводной частей антибиотика, что и повышает выход эритромицина А

Улучшение ростовых характеристик в культуре на среде Ф9 за счет

Рис. 7. Накопление эритромицина А и динамика утилизации углеводов (общих редуцирующих веществ, ОРВ) при ферментации на средах Ф и Ф9

о 24 48 72 96 120 144 168 192 время, ч

£5223 ф: лапиды ! iф9: липяды -*- ф-.днкбм -*-ф9дак бм

Рис. 8. Накопление биомассы и потребление соевого масла на средах Ф и Ф9

преимущественного усвоения липидов и ослабления окислительного стресса замедляет лизис продуктивного мицелия и пролонгирует образование эритромицина А в период между 144 и 192 ч. роста (рис 7).

Таким образом, результаты наших исследований позволяют предположить, что ранняя фрагментация и лизис мицелия X егу&гаеа обусловлены наличием окислительного стресса под влиянием эндогенных АФК, в образование которых основной вклад вносят процессы катаболизма углеводов. Присутствие экзогенных ангиоксидантов в культуре на среде Ф9, богатой углеводами, защищает рост всей массы мицелия, но не способствует значительному повышению продуктивности культуры. Более эффективным способом интенсификации биосинтеза эригромицшюв оказалось изменение состава ферментационной среды в сторону значительного снижения в ней содержания углеводов. В культуре на оптимизированной среде ослабление окислительного стресса благоприятствует пролонгированию жизнедеятельности продуктивного мицелия и преимущественному потреблению липидов.

2.2.7. Экономическая оценка применения новой технологии биосинтеза

эритромицииа

Таблица 3

Экономическая оценка применения исходной и новой технологий биосинтеза

эритромицина

Наименование Исходная технология Новая технология

Количество эритромицина А на 7 сутки ферментации, г/л 5,0±0,2 7,2±0,3

Количество эритромицина-основания, которое может быть получено из 1 м3 КЖ при условии выхода 70% на стадии выделения и очистки, кг 4,2±0,2 6,0±0,3

Затраты на компоненты питательной среды для получения 1 кг эритромицина-основания, руб/кг 504 248

На основе новых посевной и ферментационной питательных сред разработан лабораторный регламент на технологию биосинтеза эритромицина, использованный ООО ПКФ «БИГОР» при подготовке исходных данных для

проектирования производства эритромицина-основания. Предварительный экономический расчет стадии биосинтеза (табл. 3) показал, что применение новой технологии позволит снизить затраты на компоненты питательной среды для получения 1кг эритромицина-основания в два раза.

3. ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ

1. Разработан метод оценки роста и лизиса мицелия при глубинном культивировании & егуМгаеа на комплексной среде, основанный на определении концентрации ДНК в биомассе и в нативной жидкости (супернатанте) Установлено, что лизис в культуре высокопродуктивного штамма С-77 проявляется уже в ростовой фазе, и основная продукция антибиотика происходит в условиях лизиса значительной части мицелия.

2. Получены мутанты высокопродуктивного штамма С-77, устойчивые к ингибиторам синтеза клеточной стенки. Мутант Типк-2, устойчивый к туникамицину, показал стабильное повышение продукции эритромицинов на 10-17% при культивировании в колбах При ферментации в биореакторе обнаружена повышенная устойчивость мицелия мутанта к механическому воздействию мешалок.

3. Впервые обнаружено наличие сильного окислительного стресса в растущем мицелии 5. егуч/ггаеа С-77 и его негативное воздействие на ростовые характеристики при ферментации в среде с высокой концентрацией углеродсодержащих субстратов В присутствии антиоксидангов (цитохром С, а-токоферол, бутилоксианизол) значительно увеличивается максимальный прирост биомассы (до 70-90%) и снижается степень лизиса мицелия (на 5-50%). В то же время экзогенные антиоксиданты не оказывают специфического стимулирующего воздействия на биосинтез эритромицинов.

4. Обнаружено существенное снижение степени окислительного стресса в культуре, развивающейся на среде с преимущественным содержанием соевого масла, по сравнению с культурой на среде с преимущественным содержанием полисахаридов (крахмала и декстрина).

5. Показано двукратное увеличение активности сукцинатдегидрогеназы в мицелии «липидной» культуры, по сравнению с мицелием «углеводной»

культуры, и влияние янтарной кислоты на образование углеводных компонентов эритромицинов.

6. Установлено, что основным фактором, снижающим степень лизиса мицелия в глубинной культуре, является сбалансированность состава ферментационной среды по содержанию углеводов и липидов.

7. С применением методов математического планирования эксперимента оптимизирован состав ферментационной среды. Разработана среда, в которой соотношение полисахариды/соевое масло составляет 25/45, тогда как в исходной среде - 70/50. На основе новой ферментационной среды разработан лабораторный регламент на технологию биосинтеза эритромицина применение которого позволит: а) повысить абсолютное содержание эритромицина А в культуралъной жидкости на 40-50%; б) упростить стадию приготовления питательной среды и снизить затраты на компоненты сырья в два раза; в) облегчить стадию выделения и очистки эритромицина А за счет повышения его содержания в комплексе эритромицинов на 20-22% и более эффективной утилизации компонентов питательной среды.

4. СПИСОК РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1. Фирсаева В.И., Мичурина Т.А., Сергеева A.B., Шушеначева Е.В., Петрищева O.A., Бирюков В.В. Регулирование процесса роста и биосинтеза антибиотика эритромицина у Saccharopofyspora erythraea температурой и pH// Биотехнология - наука XXI века- Тез. докл. 8-я Пущинская школа-конференция молодых ученых. - Пущино, 2004. - С. 283-284.

2. Патент 2281332 РФ, МПК С12Р 19/62, C12N 1/20, C12R 1/01. Штамм Saccharopofyspora erythraea C-ll - продуцент антибиотика эритромицина/ Сергеева A.B., Шушеначева Е.В., Мичурина Т.А., Павлутина В.И., Петрищева O.A., Бирюков В.В., Щеблыкин И.Н - Опубл. 10.08.2006, Бюл. № 22.

3. Мичурина ТА., Фирсаева В.И., Сергеева AB., Шушеначева Е.В., Петрищева O.A., Бирюков В В. Повышение удельной продуктивности штамма-продуцента эритромицина с помощью усовершенствованного метода селекции и регуляцией подпитками//Биотехнология: состояние и перспективы развития: Тез. докл. 3-й Московский международный конгресс. - Москва, 2005. - С. 349.

4. Мичурина Т.А, Рошаль Е.Р., Сергеева A.B., Шушеначева Е.В., Петрищева O.A., Бирюков В.В. Разработка интенсивной технологии производства эритромицин&//Наука-Бизнес-Образование: биотехнология, биомедицина, окружающая среда: Тез. докл. 2-я международная конференция. -Пущино, 2005.-С.32-33

5. Мичурина Т.А., Павлутана В И., Еремеева O.A., Сергеева A.B. Получение нового штамма Saccharopolyspora eryíhraea с повышенной устойчивостью гиф к автолизу//Биотехнология - наука XXI века: Тез. докл. 9-я Путинская школы-конференции молодых ученых. - Пущино, 2005. — С 356

6. Мичурина Т.А., Сергеева A.B., Бирюков В.В. Выделение и биосингетическая оценка нового штамма Saccharopolyspora erythraea С-77 с повышенной устойчивостью гиф к автолизу//Успехи в химии и химической технологии: Сб. научн. тр. РХТУ им. Д.И. Менделеева: Т. XIX, №5 (53). -Москва, 2005.-С. 89-92

7. Еремеева O.A., Мичурина Т.А., Сергеева AB. Получение высокопродуктивного штамма - продуцента антибиотика эритромицина методом селекции/ТВсероссийская выставка научно-технического творчества молодежи НТТМ. - Москва, 2005. - С. 32-33.

8. Мичурина Т.А, Миронов В.А Взаимосвязь морфологических изменений и биосинтеза эритромицинов в глубинной культуре Saccharopolyspora eryíhraea//АтиЪпотши и химиотерапия. - 2005. - Т. 50, №10-11.-С. 58-63

9. Мичурина Т.А., Сергеева A.B., Миронов В.А. Влияние антиоксидантов на рост Saccharopolyspora erythraea и биосинтез эритромицинов//Антибиотики и химиотерапия - 2005. - Т. 50, №12. - С. 3-6.

10. Мичурина Т.А., Сергеева А.В , Миронов В.А., Бирюков В.В. Влияние ряда факторов на лизис мицелия в глубинной культуре Saccharopolyspora eryíhraea//Сб. научн тр. МГУИЭ: Вып. 3. - Москва, 2006. - С. 209-216.

Автор выражает благодарность к.б.н Миронову В.А. за помощь в анализе литературы по теме работы, научном обосновании исследований и участии в обсуждении полученных результатов.

Мичурина Татьяна Анатольевна

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук

Подписано в печать 16.04.2007 г. Формат 60x90, 1/16. Объем 1,0 пл. Тираж 100 экз. Заказ № 180

Отпечатано в ООО "Фирма Блок" 107140, г. Москва, ул. Краснопрудная, вл.13. т. 264-30-73 www.blokOlcentre.narod.ru Изготовление брошюр, авторефератов, печать и переплет диссертаций.

Содержание диссертации, кандидата биологических наук, Мичурина, Татьяна Анатольевна

ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА 1. Обзор литературы.

1.1. Эритромицины: свойства, биогенез, регуляция биосинтеза.

1.1.1. Структура и свойства эритромицинов.

1.1.2. Биогенез молекул эритромицинов.

1.1,2.а. Биосинтез 6-деоксиэритронолида В.

1.1.2.6. Биосинтез углеводных компонентов эритромицинов.

1.1.3. Регуляция биосинтеза эритромицинов.

1.1.3 .а. Физиологическая регуляция.

1.1.3.6. Биохимическая и генетическая регуляция.

1.2. Взаимосвязь морфологических изменений и биосинтеза эритромицинов в глубинной культуре S. erythraea.

1.2.1. Развитие актиномицетов-продуцентов антибиотиков в глубинной культуре.

1.2.2. Особенности развития S. erythraea.

1.2.3. Рост S. erythraea и биосинтез эритромицинов в азот-лимитированных условиях.

1.2.4. Взаимосвязь морфологии гиф и биосинтеза эритромицинов.

1.3. Образование активных форм кислорода и защита от них в клетках микроорганизмов.

1.3.1. Свободные радикалы и их воздействие на клеточные структуры.

1.3.2. Источники образования АФК у бактерий.

1.3.3. Супероксиддисмутаза и каталаза: их защитная роль.

1.4. Особенности катаболизма липидов у актиномицетов.

1.4.1. Альтернативные пути катаболизма липидов.

1.4.2. Окислительный стресс у актиномицетов при утилизации липидов и защита от него.

1.5. Ферментативное получение субстанции эритромицинов в мировой практике.

ГЛАВА 2. Материалы и методы.

2.1. Штаммы, использованные в работе.

2.2. Питательные среды.

2.2.1. Агаризованные среды для проведения селекционной работы, поддержания и хранения культуры S. erythraea.

2.2.2. Среды для глубинного культивирования S. erythraea.

2.3. Хранение, поддержание и глубинное культивирование продуцента эритромицина.

2.4. Морфологическая характеристика культуры.

2.5. Определение количества биомассы в культуральной жидкости S. erythraea.

2.6. Определение концентрации ДНК.

2.6.1. Определение концентрации ДНК в биомассе (ДНКБМ).

2.6.2. Определение концентрации ДНК в нативной жидкости (ДНКцж).

2.7. Количественное определение липидов.

2.8. Количественное определение антибиотиков эритромицинового комплекса.

2.9. Количественное определение углеводов.

2.10. Определение содержания редуцирующих веществ.

2.11. Получение мутантов, устойчивых к антибиотикам.

2.12. Определение активности сукцинатдегидрогеназы.

2.13. Оптимизация ферментационной питательной среды.

2.14. Статистическая обработка данных.

ГЛАВА 3. Результаты и обсуждение.

3.1. Схема экспериментальных исследований.

3.2. Характеристика развития S. erythraea при глубинном культивировании.

3.2.1. Морфологические изменения мицелия S. erythraea.

3.2.2. Определение ДНК в глубинных культурах S. erythraea.

3.2.2.1. Определение ДНК на модельной среде.

3.2.2.2. Определение ДНК на комплексной среде.

3.2.3. Влияние аммонийного азота в среде на степень лизиса мицелия.

3.3. Селекция мутантов S. erythraea , устойчивых к антибиотикам -ингибиторам синтеза клеточной стенки.

3.3.1. Селекция мутантов, устойчивых к ампицилину.

3.3.2. Селекция мутантов, устойчивых к туникамицину.

3.3.3. Влияние устойчивости к хлорамфениколу на биосинтез эритромицинов у штамма С-77 и AmpR -мутантов.

3.3.4. Отбор мутантов, устойчивых совместно к туникамицину и ампицилину.

3.3.5. Сравнительное исследование культур штамма С-77 и мутанта TunR-2 в биореакторах.

3.4. Влияние антиоксидантов на развитие S. erythraea.

3.5. Развитие S. erythraea С-77 на «липидных» и «углеводных» ферментационных средах.

3.6. Влияние янтарной кислоты на биосинтез эритромицинов.

3.7. Оптимизация питательных сред для штамма

S. erythraea С-77.

3.7.1. Оптимизация ферментационной питательной среды.

3.7.2. Подбор условий выращивания посевного материала для ферментационной среды Ф9.

3.8. Сравнительное исследование ферментаций на средах Ф и Ф9.

3.9.0бсуждение главы 3.

ГЛАВА 4. Экономическая оценка применения новой технологии биосинтеза эритромицина.

ВЫВОДЫ.

Введение Диссертация по биологии, на тему "Интенсификация биосинтеза эритромицина А факторами, снижающими лизис в культуре Saccharopolyspora erythraea"

Актуальность темы. Еще в 1990 г. СССР занимал второе место в мире по развитию микробиологической промышленности, уступая лишь США. Однако уже сегодня, по оценкам специалистов, Россия отстала от мировых темпов развития биотехнологии на 15 лет. Именно производство антибиотических препаратов оказалось наиболее подорвано за эти годы. В СССР мощная индустрия производства антибиотиков была создана в 50-е годы. В 90-е годы производилось 3200 тонн субстанций в год (к 2000 г. планировалось удвоить эти показатели). Однако по прошествии 10 лет производство отечественных субстанций антибиотиков на основе микробного синтеза уже стало нерентабельным. Поэтому сегодня производство антибактериальных препаратов в России стало полностью зависеть от поставок из-за рубежа. Объем закупок субстанций антибиотиков за границей за последние 6 лет вырос почти в 2 раза. Вопрос о необходимости восстановления отечественного производства фармсубстанций в последние 2-3 года неоднократно обсуждался в комиссиях Совета безопасности РФ, в Госдуме, в Совете Федерации, на различных научных форумах и в прессе. Актуальность этой проблемы обусловлена прежде всего необходимостью обеспечения национальной безопасности России в условиях определенного осложнения социально-политической обстановки как в мире, так и внутри страны. Кроме того, проблема восстановления отечественного производства фармсубстанций самым непосредственным образом связана с необходимостью обеспечения лечебных учреждений и населения страны эффективными, безопасными, но доступными по цене лекарственными средствами, изготовленными из отечественного сырья. Необходимо создать производство субстанций таких стратегических антибиотиков, как бензилпенициллин, окситетрациклин, канамицин и эритромицин. Эти фармсубстанции, импортирующиеся в Россию в достаточно больших объемах, до настоящего времени имеют спрос как на внутреннем, так и на мировом рынке, поскольку они с успехом используются для изготовления на их основе JIC и для трансформации в еще более эффективные полусинтетические антибиотики.

В последнее время все большую популярность приобретают современные производные макролидов, полученные на основе химической и биологической трансформации их молекул. Это связано, во-первых, с высокой и неуклонно возрастающей клинической активностью макролидов нового поколения, обусловленной прежде всего расширяющимся спектром антимикробной активности. В частности, у новых производных эритромицина А, не только расширен спектр антимикробного действия, но и получен антипаразитарный, противоопухолевый, иммуносупрессантный, нейротрофический и противовоспалительный эффект. Во-вторых, способностью оказывать не только бактериостатическое, но и бактерицидное действие в отношении микроорганизмов, из-за их уникальной способности накапливаться внутриклеточно в концентрациях, превышающих в несколько раз их концентрацию в крови. В третьих, макролиды хорошо проникают в ткани, эффективны даже в низких дозировках и характеризуются прекрасной клинической и биологической переносимостью, что выгодно отличает их от предшественников и антибиотиков других групп. В-четвертых, важной особенностью является их эффективность в отношении микроорганизмов, продуцирующих Р-лактамазы, против которых оказались неэффективны многие пенициллины и цефалоспорины.

Практическая ценность производных стимулировала интерес к новым модификациям молекулы эритромицина. Исходным сырьем для проведения трансформаций служит субстанция эритромицина, получаемая в результате глубинного культивирования штаммов Saccharopolyspora erythraea с последующим ее выделением и очисткой. Перспективный рынок сбыта имеют преимущественно быстро растворимые препараты, содержащие свыше 90% эритромицина А. Поэтому актуальным является повышение эффективности промышленного производства эритромицина А. Повышение эффективности связано с созданием новых высокопродуктивных штаммов-продуцентов, усовершенствованием технологии биосинтеза, а также повышением выходов целевого продукта на стадии выделения и сушки. Однако первые две задачи невозможно решить без учета физиологических и метаболитических особенностей культуры-продуцента эритромицина. Культура Saccharopolyspora erythraea имеет характерные отличия от продуцентов других антибиотиков. Активный лизис мицелия уже на ранних этапах глубинного культивирования приводит к существенному снижению продукции эритромицинов. Поэтому для повышения выхода антибиотика на стадии ферментации S. erythraea необходимо предотвращать ранний распад мицелия, чтобы поддерживать культуру в продуктивном состоянии.

Цели и задачи исследования.

Целью работы является повышение продукции эритромицина А штаммом S. erythraea С-77 за счет снижения интенсивности процессов лизиса мицелия при глубинном культивировании.

Для достижеиия поставленной цели сформулированы следующие задачи:

- разработать метод оценки состояния культуры при глубинном культивировании на комплексной среде;

- на основе высокопродуктивного штамма S. erythraea С-77 получить мутантный штамм с повышенной устойчивостью мицелия к лизису;

- исследовать влияние антиоксидантов на лизис мицелия в глубинной культуре;

- оценить влияние компонентов питательной среды на литические процессы в культуре S. erythraea С-77;

- наметить пути предотвращения лизиса культуры и воздействия на нее неблагоприятных факторов, снижающих биосинтез эритромицинов;

- оптимизировать составы посевной и ферментационной сред с целью повышения выхода эритромицина А.

Научная новизна.

- Разработана оригинальная методика оценки степени лизиса мицелия при глубинном культивировании S. erythraea С-77 на комплексной ферментационной среде по концентрации ДНК в нативной жидкости (супернатанте).

- Получен мутант, устойчивый к туникамицину (TunR-2), характеризующийся повышенной устойчивостью мицелия к лизису.

- Показано, что одной из причин лизиса мицелия продуцента эритромицина в глубинной культуре является негативное воздействие окислительного стресса. Впервые показано положительное влияние антиоксидантов (цитохром С, бутилоксианизол, а-токоферол) на рост мицелия S. erythraea и биосинтез эритромицинов.

Практическая значимость.

- Получен мутантный штамм S. erythraea TunR-2, характеризующийся повышенной устойчивостью клеточной стенки к механическому воздействию мешалок при культивировании в биореакторах.

- Разработан лабораторный регламент оптимизированной технологии биосинтеза эритромицина А, использованный ООО ПКФ «БИГОР» при подготовке исходных данных для проектирования производства эритромицина.

- Разработанные методики, штаммы, питательные среды и технология ферментации могут быть использованы при организации конкурентноспособного производства эритромицина А в России.

Апробация работы.

Результаты диссертационной работы докладывались: на 8 и 9-ой Пущинской школе-конференции молодых ученых: Биотехнология - наука XXI века, Пущино, 2004,2005 гг.; на Всероссийской выставке научно-технического творчества молодежи НТТМ, Москва, 2005 г.; на 3-м Международном конгрессе: Биотехнология: состояние и перспективы развития, Москва, 2005 г.; на 19-ой Международной конференции молодых ученых по химии и химической технологии, РХТУ им. Д.И. Менделеева, Москва, 2005 г.

Публикации.

По теме диссертации опубликовано: 1 патент и 9 печатных работ, из них 2 - статьи в реферируемом журнале, 2 - статьи в сборниках научных трудов РХТУ им. Д.И. Менделеева и МГУИЭ, 5 - тезисы научных конференций.

Данные работы выполнены в соавторстве с к.б.н. Сергеевой А.В., к.б.н. Мироновым В.А., к.б.н. Шушеначевой Е.В., д.б.н., проф. Бирюковым В.В. и др. Соискателем были выполнены: постановка задач исследований, разработка методик, основные экспериментальные исследования, обработка данных и обобщение результатов. В селекционных работах и определении биохимических характеристик принимали участие Шушеначева Е.В., Фирсаева В.И., Петрищева О.А. Обсуждение результатов проводилось совместно с Сергеевой А.В., Мироновым В.А., Бирюковым В.В. Вклад аспиранта в работу является определяющим.

Заключение Диссертация по теме "Биотехнология", Мичурина, Татьяна Анатольевна

выводы

1. Разработан метод оценки роста и лизиса мицелия при глубинном культивировании S. erythraea на комплексной среде, основанный на определении концентрации ДНК в биомассе и в нативной жидкости (супернатанте). Установлено, что лизис в культуре высокопродуктивного штамма С-77 проявляется уже в ростовой фазе, и основная продукция антибиотика происходит в условиях лизиса значительной части мицелия.

2. Получены мутанты высокопродуктивного штамма С-77, устойчивые к ингибиторам синтеза клеточной стенки. Мутант TunR-2, устойчивый к туникамицину, показал стабильное повышение продукции эритромицинов на 10-17% при культивировании в колбах. При ферментации в биореакторе обнаружена повышенная устойчивость мицелия мутанта к механическому воздействию мешалок.

3. Впервые обнаружено наличие сильного окислительного стресса в растущем мицелии S. erythraea С-77 и его негативное воздействие на ростовые характеристики при ферментации в среде с высокой концентрацией углеродсодержащих субстратов. В 5-суточной культуре в присутствии антиоксидантов (цитохром С, а-токоферол, бутилоксианизол) значительно увеличивается прирост биомассы (до 70-90%) и снижается степень лизиса мицелия (на 5-50%). В то же время экзогенные антиоксиданты не оказывают специфического стимулирующего воздействия на биосинтез эритромицинов.

5. Показано двукратное увеличение активности сукцинатдегидрогеназы в мицелии «липидной» культуры, по сравнению с мицелием «углеводной» культуры, и влияние янтарной кислоты на образование углеводных компонентов эритромицинов.

7. С применением методов математического планирования эксперимента оптимизирован состав ферментационной среды. Разработана среда, в которой соотношение полисахариды/соевое масло составляет 25/45, тогда как в исходной среде - 70/50. На основе новой ферментационной среды разработан лабораторный регламент на технологию биосинтеза эритромицина, применение которого позволит: а) повысить абсолютное содержание эритромицина А в культуральиой жидкости на 40-50%; б) упростить стадию приготовления питательной среды и снизить затраты на компоненты сырья в два раза; в) облегчить стадию выделения и очистки эритромицина А за счет повышения его содержания в комплексе эритромицинов на 20-22% и более эффективной утилизации компонентов питательной среды.

Библиография Диссертация по биологии, кандидата биологических наук, Мичурина, Татьяна Анатольевна, Москва

1. Авторское свидетельство 1651557 СССР, МКИ С12 Р19/62. Штамм

2. Streptomyces erythreus продуцент эритромицина. - Опубл. 27.01.95. Бюл. №4.

3. Авторское свидетельство 1092951 СССР, МКИ С12 Р19/62. Штамм

4. Streptomyces erythreus 85-1 продуцент эритромицина/Трофимова Н.Т., Грузина В.Д., Шищенко Л.Д. - Опубл. 09.02.95. Бюл.№4.

5. Аргаков А.И. Микросомальное окисление. М.: «Наука», 1975.

6. Белозерский А.Н., Проскуряков Н.И. Практическое руководство по биохимиирастений. Под ред. Опарина А.И. М.: «Советская наука», 1951.

7. Биооксидант: Тез. докл. VII Межд. конференция. М.: РУДН, 2006.

8. Бирюков В.В., Кантере В.М. Оптимизация периодических процессовмикробиологического синтеза. -М.: Наука, 1985.

9. Бирюков В.В. Основы промышленной биотехнологии. -М.: КолосС, 2004.

10. Булгакова В.Г., Грушина В.А., Орлова Т.Н., и др. Метаболизм альфакетокислот при биосинтезе эритромицина у различных штаммов Saccharopolyspora erythraea!Iкптбкотиш и химиотерапия 1993-Т. 38, №6.-С. 14-19.

11. Гланц С. Медико-биологическая статистика. Пер. с англ. -М.: Практика,1999.

12. Готтшалк Г. Метаболизм бактерий. Пер. с англ. М.: Мир, 1982.

13. Гривинь П.П. Активность некоторых дегидрогеназ у мутантов

14. Brevibacterium штамм 22, накапливающих лизин и аланин//Прикладная биохимия и микробиология. 1968. - Т. 4, № 1. - С. 122-125.

15. Головлев E.J1. Аспекты клеточной биологии стационарной фазы бактерий:программируемая гибель клеток и регуляция гуанозинтетрафосфатом //Микробиология. 2002. - Т. 71, № 4. - С. 437-444.

16. Грузина В.Д., Шищенко Л.Д., Трофимова Н.Т. Коммуникативные сигналыбактерий//Антибиотики. 1981. - Т. 26, № 26. - С. 407-410.

17. Даниленко В.Н., Акопянц К.Е. Нестабильность и «молчащие» геныактиномицетов//Биотехнология. 1995. - Т. 21, № 7-8. -С. 104-112.

18. Егоров Н.С. Основы учения об антибиотиках: Учеб. пособие для студ. биол.спец. ун-тов. М.: Высш. школа, 1979.

19. Ефимова Т.П., Кудряшова Н.Г., Печатникова Н.С. Действие пол неновыхантибиотиков на актиномицеты с различным составом липидов// Антибиотики. 1979. - Т. 24, №6. - С. 417-422.

20. Лазникова Т.Н., Дмитриева С.В. Изучение влияния условий биосинтеза науровень накопления тетрациклина и характер распределения мицелия в градиенте плотности сахарозы при дифференциальном центрифугировании //Антибиотики. 1973. - № 9. с. 780-783.

21. Листвинова С.Н., Дмитриева С.В., Заславская П.Л., Орлова Н.В. Действиеэритромицина на собственный продуцент при культивировании на жидких средах//Антибиотики. 1983. -№3. - С. 17-27.

22. Листвинова С.Н., Белявская И.В., Грязнова Н.С., Орлова Н.В. Динамикабиосинтеза белка в культуре Streptomyces erythreus и ее изменение под действием экзогенного эритромицина//Антибиотики и мед. биотехнология. -1986.-№4.-С. 246-249.

23. Лосев В.В., Лазникова Т.Н., Дмитриева С.В. Изучение гетерогенностимицелия Micromonosporapurpurea в связи с биосинтезом гентамицина// Антибиотики. 1981. - № 5. - С. 352-357.

24. Миронов В.А., Сергиенко О.В., Настасяк И.Н., Даниленко В.Н. Биогенез ирегуляция биосинтеза эритромицинов//Прикл. биохимия и микробиология. 2004. - Т. 40, №6. - С. 613-624.

25. Настасяк И.Н., Заворотная С.А., Федоренко В.Л.//Антибиотики ихимиотерапия. 1999.-Т. 44, №3.-С. 5-10.

26. Орлова Н.В. Влияние масел и жиров на образование окситетрациклина насреде с углеводами//Антибиотики. 1962. - № 6. - С. 495-499.

27. Патент 2142509 РФ, МКИ С12Р 1/06. Штамм Saccharopolyspora erythraea52 продуцент антибиотика эритромицина./Даниленко В.Н. - Опубл. 10.12.99. Бюл. №34.

28. Патент 2281332 РФ, МПКС12Р 19/62, C12N 1/20, С12R 1/01. Штамм

29. Saccharopolyspora erythraea С-77 продуцент антибиотика эритромицина/ Сергеева А.В., Шушеначева Е.В., Мичурина Т.А., Павлутина В.И., Петрищева О.А., Бирюков В.В., Щеблыкин И.Н. - Опубл. 10.08.2006. Бюл. №22.

30. Перспективы применения антиоксидантов в биотехнологии тканевыхкультур. М.: ВНИИ СЭНТИ, 1988.

31. Пестерева Г.Д. Успехи в области изучения и производства антибиотиков.

32. М.: ВНИИА, 1976. С. 46-52.

33. Практикум по биохимии. Под. ред. С.Е. Северина и Г. А. Соловьевой. М:

34. Изд. Московского университета, 1989.

35. Прокофьева-Бельговская А.А. Строение и развитие актиномицетов. М.: АН1. СССР, 1963.

36. Сазыкин Ю.В., Иванов В.П., Салова Т.В. Кетолиды производныеэритромицина с активностью против макролидорезистентных бактерий// Антибиотики и химиотерапия. 2000. -№ 2. - С. 3-4.

37. Саприн А.Н., Калинина Е.В. Окислительный стресс и его роль в механизмахапоптоза.// Успехи биол. химии. 1999. - Т. 39. - С. 289-326.

38. Сергеева Я.Е., Галанина JI.A., Ткачевская Е.П. и др. Эффект витамина Е иего функциональных аналогов на рост и липидные характеристики Pythium delarianum//MuKpo6uonorm. 2001. - Т. 70, № 2. - С. 196-203.

39. Сергиенко О.В. Изучение факторов, влияющих на компонентный составантибиотиков у штаммов Streptomyces fradiae продуцента тилозина и

40. Saccharopolyspora erythraea продуцента эритромицина: дис. канд. биол. наук: 03.00.23 -М.,2006.

41. Торбочкина Л.И., Дормидошина Т.А., Навольнева И.Н. Пути образованияпировиноградной кислоты у Actinomyces erythreus, образующих макролидные антибиотики//Биохимия. 1965. - Т.ЗО, № 2. - С. 388-394.

42. Уткина Е.А., Антошина С.В., Селищева А.А. и др. Влияние на перекисноеокисление фосфолипидов генистеина и дайдзеина//Биоорганическая химия. 2004. - Т. 30, № 4. - С. 429-435.

43. Филиппова С.Н., Горбатюк Е.В., Поглазова М.Н., Соина B.C., Кузнецов

44. B.Д., Эль-Регистан Г.И. Образование эндоспор Streptomyces avermitilis в погруженной культуре// Микробиология. 2005. - Т. 74, № 2.1. C.204-214.

45. Akopiants К., Florova G., Li С., Reynolds К.А. Multiple pathways for acetateassimilation in Streptomycescinnamonensis//J. Ind.Microbiol.Biotechnol-2006. V. 33(2).-P. 141-50.

46. Andersen J.F, Tatsuta K, Gunji H, Ishiyama T, Hutchinson C.R. Substratespecificity of 6-deoxyerythronolide В hydroxylase, a bacterial cytochrome P450 of erythromycin A biosynthesis//Biochemistry. 1993. - V. 32, № 8. - P. 1905 -1913.

47. Archibald F.S., Fridovich I. Oxygen radicals, oxygen toxicity and the life ofmicroorganisms//Acta med. Portug. 1983. -V. 4. - P. 101-12.

48. Bandeiras T.M., Salgneiko C.A., Hubek H. et. al. The respiratory chain of thethermophilic archaenon Sulfolobus metalliens: studies on the type-II NADH dehydrogenase//BBA. 2003. - V. 1557(1).-P. 13-19.

49. Bergsma J., Van Dongen M.B., Konings W.N. Purificatium and characterizationof NADH degidrogenase from B. subtilisllEur. J. Biochem. -1982. V.128. -P. 151-157.

50. Bibb M.J. The regulation of antibiotic production in Streptomyces coelicolor

51. A3(2)//Microbiology. 1996. - V. 142, №2.- P. 1335-1344.

52. Bollag D.M, McQueney P.A., Zhu J., et. al. Epothilones, a new class ofmicrotubule-stabilizing agents with a taxol-like mechanism of action//Cancer Res. 1995. - V.55 (11). - P. 2325-33.

53. Bonay P., Duran-Chica I., Fresno M., Alarcon В., Alcina A. Antiparasitic effectsof the intra-Golgi transport inhibitor megalomicin//Antimicrob. Agents & Chemother. 1998. - V. 42. - P. 2668-73.

54. Bosnjak M., Topolovec V., Vrana M. Erythromycin biosynthesis insemicontinuous culture of Streptomyces erythreus//}. Appl. Chem. Biotechnol. 1976. - V. 26, № 6. - P. 333-334.

55. Bosnjak M, Topolovec V, Johanides V //Growth kinetics and antibiotic synthesisduring the repeated fed-batch culture of Streptomycetes//.Biotechnol Bioeng. Symp. 1979. - V.9. - P. 155-65.

56. Brigelius-Flohe R., Traber M.G. Vitamin E: function and metabolism// FASEB.1999.-V.13.-P. 1145-55.

57. Bulter P.R., Brown M., Oliver S.G. Improvement of antibiotic titers fromstreptomyces bacteria by interactive continuous selection//Biothechnol. Bioeng. -1995. -V. 79, № 2. P. 247-251.

58. Burton K. A'study on the conditions and mechanism of the diphenilaminereaction for the colorimetric estimation of deoxyribonucleic acid//J. Biochem. -1957.-V. 62.-P. 315-323.

59. Burton K. Metods Enzymol. 1968. - V.12 B. - P. 163.

60. Cachet Т., Hoogmartens J., Roets E., Vanderhaeghe H. Separation of novelderivatives from commercial erythromycin samples by thin-layer chromatography //J. Chromatogr. 1987. - V. 403(21). - P.343-349.

61. Cane D.E., Liang T.C., Taylor P.B., Chang C., Yang C.C. Macrolidebiosynthesis. 3. Stereochemistry of the chain-elongation steps of erythromycin biosynthesis//! Am. Chem. Soc. 1986. - V.l08. - P. 4957-64.

62. Carreras C., Frykman S., Ou S., et. al. Saccharopolyspora e/j/Zzraea-catalyzedbioconversion of 6-deoxyerythronolide В analogs for production of novel erythromycins//.!. Biotechnol. 2002. - V.92. - P. 217 -28.

63. Chakraburtty R., Bibb M.J. The ppGpp synthetase gene (relA) of Streptomycescoelicolor A3(2) plays a conditional role in antibiotic production and morphological differentiation//! Bacteriol. 1997. - V. 179, № 18. - P. 58545861.

64. Chartrain M., Hunt G., Horn L., et. al. Biochemical and physiologicalcharacterization of the efrotomycin fermentation//.!. Ind. Microbiol. 1991. -V.7(4). - P. 293-299.

65. Choi, D. В., Tamura, S., Park, Y. S., et. al. Efficient tylosin production from

66. Streptomyces fradiae using rapeseed oil//J. Ferment. Bioeng. 1996. - V. 82. -P. 183-186.

67. Choudhury S.B., Lee J.W., Davidson G., et. al. Examination of the nickel sitestructure and reaction mechanism in S. seoulensis superoxid dismutase// Biochemistry. 1999. - V. 38 (12). - P. 3744-3752.

68. Cho Y.H., Roe J.H. Isolation and expression of the cat A gene encoding the majorvegetative catalase in S. coelicolor//. Bacteriol. 1997. - V. 179 (12). -P. 4049-52.

69. Cho Y.H., Lee E.J., Roe J.H. A developmentally regulated catalase required forproper differentiation and osmoprotection of S. coelicolor!/ Mol. Microbiol. -2000.- V.35 (1).-P. 150-160.

70. Chung H.J., Choi J. H., Kim E.J., et. al. Negative regulation of the gene for Fecontaining superoxid dismutase by an Ni-responsive factor in S. coelicolor!7J. Bacteriol.- 1999.-V. 181 (23).-P. 7381-7384.

71. Chung H.J., Kim E.J., Suh В., et. al. Duplicate genes for Fe-containing superoxiddismutase in S. coelicolor A3(2)//Jene. 1999. - V. 231(1-2). - P. 87-93.

72. Clark G.J., Langley D., Bushell M.E. Oxygen limitation can induce microbialsecondary metabolite formation//Microbiology. 1995. - V. 141. - P. 663-69.

73. Cook S.A., Shiemke A.K. Evidence that a type-2 NADH: Quinoneoxidoreductase mediates electron transfer//Arch. Biochem. Biophys. 2002. -V. 398 (1).-P. 72-40.

74. Cortes J., Velasco J., Foster G., et. al. Identification and cloning of a type IIIpolyketide synthase required for diffusible pigment biosynthesis in Saccharopolyspora erythraea!/Mol. Microbiol. 2002. - V. 44, № 5. - P. 12131224.

75. Crossley M.J., Spowage M., Hunneyball I.M. Studies on the effects ofpharmacological agents on antigen-induced arthritis in BALB/c// Drugs Exp. Clin. Res. 1987. - T. 13(5). - P. 273-7.

76. Daae E.B., Ison A.P. Classification and sensitivity analysis of a proposed primarymetabolic reaction network for Streptomyces lividansi/Metab. Eng. 1999. -V. 1, № 2. - P. 53-62.

77. David L., Loutheiller H., Bauchart D., et. al. Effects of exogenous methyl oleateon the biosynthesis of nigericin, a polyether carboxylic antibiotic, by Streptomyces hygroscopicus NRRL B-1865//Biosci. Biotechnol. Biochem. -1992.-V. 56(2).-P. 330.

78. Demain A.L., Fang A. Emerging concepts of secondary metabolism inactinomycetes//Actinomycetol. 1995. - V. 9, № 2. - P. 98-117.

79. Doumith M., Weingarten P., Wehmeier U.F., et. al. Analysis of genes involved in6.deoxyhexose biosynthesis and transfer in Saccharopolyspora erythraea//Mo\. Gen. Genet. 2000. - V.264. - P. 477- 485.

80. Escalante L., Lopez H., del C. Mateos R., el. et. Transient repression oferythromycin formation in Streptomyces erythraeus//. Gen. Microbiol. 1982. -V. 128(9).-P. 2011-2015.

81. Fang J., Beattie D.S. Rotenone-insensitive NADH dehydrogenase is a potentialsource of superoxide in Trypanosoma brucei mitochondria//Mol. Biochem. Parasitol. -2002. V.123. - P. 135-142.

82. Fang J., Beattie D.S. External alternative NADH dehydrogenase of S. cerevisiae:a potencial source of superoxide//Free Radical Biol. Med. 2003. - V. 34. - P. 478-483.

83. Flores E., Sanchez S. Nitrogen regulation of erythromycin formation in

84. Streptomyces erythreusllFEMS Microbiol. Lett. 1985. - V. 26, № 2. -P. 191-194.

85. Flores E. Isolation of nitrogen deregulated mutants of erythromycinbiosynthesis//Biotechnol. Lett.-1991.-V. 13,№2.-P. 101-106.

86. Folcher M., Gaillard H., Nguyen L.T., et. al. Pleiotropic functions of a S. pristinaespiralis autoregulator receptor in development, antibiotic biosynthesis and expression of a superoxid dismutase//J. Biol. Chem. 2001. - V. 276 (47). -P. 44297-44306.

87. Frykman S., Leaf Т., Carreras C., Licari P. Precursor-directed production oferythromycin analogs by Saccharopolyspora erythraea!!b\oiQQ\mo\ Bioeng. -2001.-V.76,№4.-P. 303-10.

88. Gaisser S, Lill R, Staunton J, et. al. Parallel pathways for oxidation of 14membered polyketide macrolactones in Saccharopolyspora erythraea!I Mol. Microbiol. 2002 . - V. 44(3). - P. 771-81.

89. Godon C., Lagniel G., Lee J. et. all. The H2O2 stimulon in Saccharomycescerevisiae!!}. Biol. Chem. 1998. - V. 273, № 4. - P. 22480-489.

90. Goh L.L., Koh R., Loke P., Sim T.S. Thermostable malat syntase of StreptomycesthermovulgarisUL Ind. Microbiol. Biotechnol. -2003. V. 30. - P. 577-581.

91. Gomes C.M., Bandeiras T.M., Teixeira M. A new type-II NADH dehydrogenasefrom archaenon Acidianus ambivalensHJ. Bioenerg. Biomembr. -2001. V.33 (l).-P. 1-8.

92. Gonzalez-Flecha В., Demple B. Metabolic sources of hydrogen peroxide inaerobically growing E.colH/L Biol. Chem. 1995. - V. 270 (23). - P. 13681-87.

93. Gort A.S., Imlay J.A. Balans between endogenous superoxid stress andantioxidant defendes//J. Bacteriol.- 1998. V. 180(6).-P. 1402-10.

94. Hahn J.S., Oh S.Y., Chater C.F. et al. H202-sensitive fur-like repressor Cat Rregulating the major catalase gene in S. coelicolor//. Biol. Chem. 2000. - V. 275 (49).-P. 38254-60.

95. Hamedi J., Malekzadeh F., Niknam V. Improved production of erythromycin by

96. Saccaharopolyspora erthraea by various plant oils//Biotech. Lett. 2002. - V. 24.-P. 697-700.

97. Hamedi J., Malekzadeh F., Saghafi-nia A.E. Enhancing of erytromycinproduction by Saccharopolyspora erythraea with common and uncommon oiIs//J. Ind. Microbiol. Biotechnol. 2004. - V. 31. - P. 447-456.

98. Hanel F., Shumann G., Fiedler G., Kriiger H. Stimulation of erythromycin A yield by interaction of a chromosomal DNA fragment the ery CI gene into the chromosome of Saccharopolyspora erythraea!№\oc\\Qm. Lett. 1993.1. V. 15(2).-P. 105-110.

99. Han L., Reynolds K.A. A novel alternate anaplerotic pathway to the glyoxylatecycle in streptomycetes//J. Bacteriol. 1997. - V. 179(16). - P.5157-64.

100. Harvath L., Magyar K., Gado I., et. al. The influense of iron upon oxytetracyclineproduction by Streptomyces rimosus//Acta microbial. Acad. Sci. Hung. 1958. -V.5, №3.-P. 253-260.

101. Hershberger C.L., Queener S.W., Hegeman G. Genetics and molecular biology ofindustrial microorganisms//Washington. D.C. Am. Soc. for Microbiol. 1989. -P. 127—132.

102. Hessler P.E., Larsen P.E., Constantion A.I. Isolation of isoflavones from soybased fermentations of the erythromycin-producing bacterium Saccharopolyspora erythraea!/Appl. Microbiol. Biotechnol. 1997. - V.47. - P. 398-404.

103. Heydarian S.M., Mirjalili N., Ison A.P. Effect of shear on morphology anderythromycin production in Saccharopolyspora erythraea fermentations// Bioprocess Engineer. -1999. V. 21, № 1. - P. 31-39.

104. Hoefle G., Bedorf N., Gerth K., Irschsck F., Reichenbach H. Epothilons A and B:antifungal and cytotoxic compounds from Sorangium cellulosum

105. Myxobacteria). Production, physico-chemical and biological properties// J.Antibiot (Tokyo). 1996. - V.(6). - P. 560-3.

106. Holzbaur I.E., Harris R.C., Bycroft M., et. al. Molecular basis of Celmer's rules:the role of two ketoreductase domains in the control of chirality by the erythromycin modular polyketide synthase//Chem.& Biol. 1999. - №6. - P. 189-195.

107. Honer zu Bentrup K., Miczak A., Swenson D.J., Russell D.G. Characterization ofactivity and expression of isocitrate lyase in Mycobacterium avium and Mycolactorium tuberculosis//! Bacteriol. 1999. - V.l 81 (23).- P. 7161-67.

108. Hopkin K.A., Popazian M.A., Steinman H.M. Functional differences betweenmanganese and iron superoxide dismutase in E. coli K-12//J. Biol. Chem. 1992. -V. 267.-P. 24253-24258.

109. Hsieh Y.J., Kolattukudy P.E. Inhibition of erythromycin synthesis by disruptionof malonyl-coenzyme A decarboxylase gene ery M in Saccharopolyspora erythraea!/J. Bacteriol. 1994. - V.l76. - P.714-24.

110. Huang S.L., Hassell T.C., Yeh W.K. Purification and properties of NADPHdependent tylosine reductase from Streptomyces fradiaelli. Biol. chem. 1993. -V. 268(25).-P. 18687-93.

111. Hunaiti A.A., Kolattukudy P.E. Isolation and characterization of an acyl-coenzyme A carboxylase from an erythromycin-producing Streptomyces erythreus //Arch. Biochem. Biophys. 1982. - V.216, №1. - P. 362-71.

112. Hunaiti A.A., Kolattukudy P.E. Source of methylmalonyl-coenzyme A for erythromycin synthesis: methylmalonyl-coenzyme A mutase from Streptomyces erythreus!I Кп&шсхоЪ. Agents Chemother. 1984. - V.25 P. - 173-8.

113. Hunaiti A.A., Kolattukudy P.E. Malonyl-CoA decarboxylase from Streptomyces erythreus: purification, properties, and possible role in the production of erythromycin//Antimicrob. Agents Chemother. 1984. - V.29. -P.426-39.

114. Hutchinson C. Microbial polyketide synthases: more and more prolific//Proc. Nat. Acad. Sci. USA. 1999. - V. 96(7). - P. 3336-8.

115. Huttner S., Mecke D., Frohlich K.U. Gene cloning and sequencing, and enzyme purification of the malat syntase of Streptomyces arenae//Ge ne. 1997. - V. 188, № l.-P. 239-246.

116. Ikeda H., Omura S. Combinatorial biosynthesis: engineered biosynthesis of polykelide compounds//Tanpakushitsu Kakusan Koso. Review. Japanese. -1998.-V. 43(9).-P. 1265-77.

117. Imlay J.A., Fridovich I. Superoxide production by respiring membranes of Escherichia coli//Free Radical Res. Commun. 1991. -V. 12-13. - P. 59-66.

118. Jacobsen J., Hutchinson C., Cane D., Khosla C//Precursor-directed biosynthesis of erythromycin analogs by an engineered polyketide synthase// Science. 1997. -V. 277 (5324).-P. 367-9.

119. Junker В., Mann Z., Gailliot P., Byrne K., Wilson J. Use of soybean oil and ammonium sulfate additions to optimize secondary metabolite production// Biotechnol. Bioeng. 1998. - T. 60(5). - P. 580-588.

120. Katz L., Ashley G. W. Translation and Protein Synthesis: Macrolides//Chem. Rev. 2005. - № 105. - P. 499-527.

121. Karaffa L., Sandor E., Kozma J. et. al. The role of alternative respiratory pathway in the stimulation of cephalosporin С formation by soybean oil in Acremonium chrysogenum//Appl. Microbiol. Biotechnol. 1999. - V. 51. - P. 633-638.

122. Karaffa L., Vaczy K., Sandor E. et. al. Cyanide-resistant alternative respiration is strictly correlated to intracellular peroxide levels in Acremonium chrysogenum!/Free Radic. Res. 2001. - V. 34, № 4. p. 405-416.

123. Khosla C., Bailey J.E. Heterologous expression of a bacterial hemoglobin improves the growth properties of recombinant Escherichia co////Nature. 1988. - V. 331, № 6.-P. 633-635.

124. Kim E.J., Kim H.P., Hah Y.C., Roe J.H. Differential expressim of superoxid dismutase containing Ni and Fe/Zn in S. coelicolor!/Eur. J. Biochem. 1996. -V.241 (l).-P. 78-85.

125. Kim E.J., Chung H.J., Suh В., Hah Y.C., Roe J.H. Transcriptional and posttranscriptional regulation by nickel of sod N gene encoding nickel-containing superoxid dismutase from S. coelicolor!'/Mol. Microbiol. 1998. - V. 27(1).-P. 187-195.

126. Kim I.K., Yim Y.I., Kim J.M. et. al. Cbi X homologous protein(CbiXhp), a metal-binding protein, from S. seoulensis is involved in expression of nichel-containing superoxid dismutase//FEMS Microbiol. Lett. - 2003. - V. 228 (1). -P. 21-26.

127. Kim J.S., Lee K.J. Tripsin-like protease of Streptomyces exfoliates SMF-13, a potential agent in mycelial differentiation//Microbiology. 1996. - V. 142, № 7. -P. 1797-1806.

128. Kim J.S., Kang S.O., Lee J.K. The protein complex composed of nickel-binding Srn Q and DNA binding motif-bearing Srn В of S. griseus represses sod F transcription in the presence of nickel//J. Biol. Chem. 2003. - V. 278 (20). - P. 18455-18463.

129. Kirsanov A.I., Mironov V.A., Danilenko V.N. The role of propionyl-CoA carboxylase in the biosynthesis of antibiotics//Antibiot. Himioter. 1991. -T.36, № 4. -P.32-35.

130. Kibwage I.O., Roets E., Verbruggen A., Hoogmartens J., Vanderhaeche H. Thin-layer chromatographic study of the metabolites of erythromycins in the wistar rat//J. ofcromatography. 1988. - V. 434. - P. 177-186.

131. Know H.J., Kim S.U. Enchanced biosynthesis of clavulanic asid in Streptomyces clavuligerus due to oxidative challenge by redox-cycling agents//J. Appl. Microbiol. Biotechnol. 1998.- V. 49(1). - P. 77-83.

132. Kornberg H.L. The role and control of the glyoxylate cycle in Escherichia coli/IL Biochem. 1969. - V. 99 (1). - P.l-l 1.

133. Kudoh S. Erythromycin treatment in diffuse panbronchiolitis//Curr. Opin. Pulm. Med. 1998. - V. 4(2). - P. 116-21.

134. Lacey E., Gill J., Power M. et. al. Bafilolides, potent inhibitors of the motility and development of the free-living stages of parasitic nematodes// Int. J. Parasitol. 1995. - V. 25. - P. 349-357.

135. Lambalot R.H., Cane D.E. Overproduction and characterization of the erythromycin C-12 hydroxylase, EryK//Biochemistry. 1995. - V. 34, № 6. -P.l 858-66.

136. Large K.P., Ison A.P., Williams D.J. The effect of agitation rate on lipid utilisation and clavulanic acid production in Streptomyces clavuligerusIIJ. Biotechnol. 1998. - V. 63. - P. 111-119.

137. Lee P.C., Ho C.C. Production of clavulanic acid and cephamycin С by Streptomyces clavuligerus in palm oil medium//World J. Microbiol. Biotechnol. -1996.-V. 12.-P. 73-75.

138. Lee P.C., Loh P.C., Ho C.C. Production of tylosin by Streptomyces fradiae in palm oil medium//Word J. Microbiol. Biotechnol. 1997. - V. 13, № 1. - P. 6971.

139. Leon E., Seignez C., Adler N., Peringer P. Growth inhibition of biomass adapted to the degradation of toluene and xylenes in mixture in a batch reactor with substrates supplied by pulses// Biodegradation. 1999. - V. 10(4). - P. 245-50.

140. Li C., Florova G., Acopiants K., Reynolds K.A Crotonyl-CoA reductase provides methylmalonyl-CoA precursors for monensin biosynthesis by

141. Streptomyces cinnamonensis in an oil-based extended fermentation// Microbyology. 2004. - V.l50. - P. 3463-3472.

142. Li C., Akopiants K., Reynolds K.A. Identification and disruptional analysis of the Streptomyces cinnamonensis msdA gene, encoding methylmalonic acidsemialdehyde dehydrogenase//! Ind. Microbiol. Biotechnol. 2006. - V. 33(2). - P. 75-83.

143. Loke P., Sim T.S. Molecular cloning, heterologous expression and functional characterization of a malat syntase gene from Streptomyces coelicolorllCan. J. Microbiol. 2000. - V. 46. - P. 764-769.

144. Lombo F., Pfeifer В., Leaf Т. et.al. Enhancing the atom economy of polyketide biosynthetic processes through metabolic engineering//Biotechnol. Prog. 2001. -V. 17,№4.-P. 612-7.

145. Lum A.M., Huang J., Hutchinson C.R., Kao C.M. Reverse engineering of industrial pharmaceutical-producing actinomycete strains using DNA microarrays// Metab. Eng. 2004. - V. 6, № 3. - P. 186-196.

146. Lynch H.C., Bushell M.E. The physiology of erythromycin biosynthesis in cyclic fed batch culture//Microbiology. 1995. - V.l41, № 10. - P. 3105-11.

147. Maeda H., Sakuragi Y., Bryant D.A., Dellapenna D. Tocopherols protect Synechocystis sp. strain PCC 6803 from lipid peroxidation//Plant Physiol. -2005. V. 138(3).-P. 1422-35.

148. Madduri K., Waldron C., Merlo D.J. Rhamnose biosynthesis pathway supplies precursors for primary and secondary metabolism in Saccharopolyspora spinosa//J. Bacteriol. 2001. - V. 183, №19. - P.5632-8.

149. Martin S.M., Bushell M.E. Effect of hyphal micromorphology on bioreactor perphormance of antibiotic-producing Saccharopolyspora erythraea cultures// IBID.- 1996.-V. 142, №6.-P. 1783-1788.

150. Martin J.F. Nonpolyene microlide antibiotics//Economic Microbiology. -1979. -V.3.-P. 239-291.

151. McDaniel R., Welch M., Hutchinson C. R. Genetic approaches to polyketide antibiotics//Chem. Rev. 2005. - № 105. - P. 543-588.

152. Messey V., Strickland S., Mayhew S.Y. et. al. The production of superoxide anion radicals in the reaction of reduced flavoproteins with molecular oxygen// Bioch. Biophys. Res. Comm. 1969. - V. 36 (6). -P.891-897.

153. Messner K.R., Imlay J. A. The identification of primary sites of hydrogen peroxid formation in the aerobic respiratory chain of E.coliUJ. Biol. Chem. -1999.-V. 274.-P. 10119-28.

154. Minas W., Brunker P., Kallio P.T., Bailey J.E. Improved erythromycin production in a genetically engineered industrial strain of Saccaropolyspora erythraea!IBiotechnol. Prog. 1998. - V. 14, № 4. - P. 561-566.

155. Mirjalili N., Zormpaidis V., Leadlay P. F., Ison A. P. The effect of rapeseed oil uptake on the production of erythromycin and triketide lactone by Saccharopolyspora erythraea!7 Biotechnol. Prog. 1999. - V. 15. - P. 911-918.

156. Mitsuru I., Park Y.S., Kosakai Y., Okabe M. Application of mineral support on cephamycin С production in culture using soybean oil as the sole carbon source// Biotechnol. Bioeng. 1997. - V. 53. - P. 207-213.

157. Munkres K.D., Minssen M. Ageing of Neurospora crassa. I. Evidence for the free radical theory of ageing from studies of a natural-death mutant//Mechanisms Ageing Dov. 1976. - V. 5(1). - P. 79-98.

158. Murray K.D., Bremer H. Control of spo T-dependent ppGpp synthesis and degradation in Escherichia coli!!J. Mol. Biol. 1996. - V. 259, № 1. - P.41-57.

159. Musilek V., Seveik V., Musilkova M. et. al. Acetylmethylcarbinol durch Aktinomyzeten//Experientia. V. 14(9). - P. 323-324.

160. Nantapong N., Otofuji A., Migita C.T. et. al. Electron transfer ability from NADH to menaquinone from NADFH to oxygen of type-II NADH dehydrogenase of C. glutamicumUBiosci. Biotechnol. Biochem. 2005. - V. 69 (l).-P. 149-159.

161. Nessey V., Strickland S., Mayhew S.G. et. al. The production of superoxid anion radicals in the reaction of reduced flavins and flavoproteinz with (V/ Biochem. Biophys. Res. Comm. 1969. - V. 36(6). - P. 891-897.

162. Nicieza R.I., Huergo J., Connolly B.A., Sanchez J. Purification, characterization, and role of nucleases and serine proteases in Streptomyces differentiation!'/J. Biol. Chem. 1999. - V. 274, № 29. - P. 20366-20375.

163. Nielsen J. The role of metabolic engineering in the production of secondary metabolites//Curr. Opin. Microbiol. 1998. - V. 1(3). - P. 330-6.

164. Ohta N., Park Y.S., Yahiro K., Okabe M. Comparison of neomycin production from Streptomyces fradiae cultivation using soybean oil as the sole carbon source in an air lift bioreactor and a stirred reactor//J. Ferment. Bioeng. -1995. -V. 79.-P. 443-448.

165. Park Y.S., Momose I., Tsunoda, Okabe M. Enhancement of cephamycin С production using soybean oil as the sole carbon source//Appl. Microbiol. Biotechnol. 1994. -V. 40. - P. 773-779.

166. Parkhurst C.A. Critical factors affecting high-productivity erythromycin fermentation (Saccharopolyspora erythraea)!/Masters Abstracts International. -1997.-V. 35, №3.-P. 0852.

167. Patent 941640 Germany. Date of Pat. 1977.

168. Patent 2653899 USA. Date of Pat. 1952.

169. Patent 2823203 USA. Date of Pat. 1957.

170. Patent 2993833 USA. Date of Pat. 1961.

171. Patent 3000874 USA. Date of Pat. 1961.

172. Patent 4137397 USA. Erythromycin aldobionates. Date of Pat. 1979.

173. Patent 6010718 USA. Extended release formulations of erythromycin derivatives/ Laman A.R., Sheri L.C., Linda E. et. al. Date of Pat. 11.04.97.

174. Patent 5908764 USA. Methods and compositions for increasing production of erythromycin /Brunker P., Minas W., Kallio P., Bailey J.E. Date of Pat. 22.05.99.

175. Patent 5554519 USA. Process of preparing genistein/ Weber J.M., Constantinou A., Hessler P.E. Date of Pat. 08.07.99.

176. Patent 5976836 USA. Int. CI.6 CI2P 21/06. Methods and compositions for enhancing erythromycin production/Weber J.M., Hessler P.E., Larsen P.E. et. al. -Date of Pat. 2.10.1999.

177. Patent 6420177 USA. Method for strain improvement of the erythromycin-producing bacterium Weber J.M., Minh B. L. Date of Pat. 2002.

178. Patent 6551616 USA. Extended release formulations of erythromycin derivatives Date of Pat. 2003.

179. Patent 6872407 USA. Extended release formulations of erythromycin derivatives. Date of Pat. 2004.

180. Patent 79459 RS Romania. Procedeu de biosinteza a eritromicinei/Alupei G., Petrisor I., Dragan E. Data publ. 31.08.1982.

181. Paul S., Bezbaruah R.L., Prakasham R.S., Roy M.K., Ghosh,

182. A. C. Enhancement of growth and antibiotic titre in Cephalosporiumacremonium induced by sesame oil//Folia Microbiol. 1997. - V. 42. - P. 211-213.

183. Peeters T. Erythromycin and other macrolides as prokinetic agents// Gastroenterology. 1993. - V. 105(6). - P. 1886-99.

184. Perevorzev M.O., Vygodina T.V., Konstantinov A.A., Skulachev V.P. Cytochrome C, an ideal antioxidant//Biochem. Sos. Trans. 2003. - V. 31(6). -P. 1312-15.

185. Pickup K.M., Bushell M.E. Non-fragmenting variants of Streptomyces hyphae have enhanced activity of an enzyme phosphor-N-acetyl muramyl pentapeptide translocase in peptidoglycan biosynthesis//J. Ferm. Bioeng. 1995. - V. 79, № l.-P. 1-5.

186. Plaskitt K.A., Chater K.F. Influences of developmental genes on localized glycon deposition in colonies of a mycelial prokaryote, Streptomyces coelicolor A 3 (2)//Phil. Trans. R. Soc. Lund. 1995. - V. 347, № 1. - P. 105-121.

187. Pollard D.J., Ison A.P., Shamlou P.A., Lilly M.D. Reactor heterogeneity with Saccaropolyspora erythraea airlift fermentation//Biotechnol. Bioeng. 1998. -V. 58, № 5. - P. 453-463.

188. Pospisil S., Sedmora P. Stimulation of monensin biosynthesis in Sinnamonensis by antioxidants BHO and BHT// Biotehnol. Lett. 1998.- V. 20 (5). - P. 519523.

189. Potwin J., Peringer P. Ammonium regulation in Saccharopolyspora erythraea. I. Growth and antibiotic production//Biothechnol. Lett. 1994. - V. 16, № l.-P. 63-68.

190. Rehacek Z. Some relations between the morphology and composition of the mycelium of Streptomyces erythreus and the biosynthesis of erythromycin//Folia microbioal (Prague). 1959. - V. 4. - P. 326-331.

191. Reeve L.M., Baumberg S. Physiological controls of erythromycin production by Saccharopolyspora erythraea are exerted at least in part at the level of transcription//Biotechnol. Lett. 1998. - V. 20, № 6. - P. 585-589.

192. Reeves A.R., Weber G., Cernota W.H., Weber J.M. Analysis of an 8.1-kb DNA fragment contiguous with the erythromycin gene cluster of Saccharopolyspora erythraea in the eryCI-flanking region//Antimicrob. Agents Chemother. 2002. -V. 46(12).-P. 3892-3899.

193. Reeves A.R., Cernota W.H., Brikun I.A., Wesley R.K., Weber J.M. Engineering precursor flow for increased erythromycin production in Aeromicrobium erythreum/IMetah. Eng. 2004. - V. 6(4). - P. 300-12.

194. Reichl U., Buschulte T.K, Gilles E.D. Studi of the early growth and branching of Streptomyces tendae by means of an image processing system//J. Microscopy. 1990. -V. 158, № l.-P. 55-62.

195. Reynolds K. Combinatorial biosynthesis: lesson learned from nature//Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 1998. - V. 95(22). - P. 12744-6.

196. Ribbe M., Gadkari D., Meyer O. N2 fixation by S. thermoautotrophicus involved a manganese-superoxid dismutase//J. Biol. Chem. 1997. - V. 272 (42).-P. 26627-26633.

197. Richards G. M. Modifications of the diphenylamine reaction giving increased sensitivity and simplicity in the estimation of DNA//Analytical Biochemistry. -1974.-V. 57.-P. 369-376.

198. Riesenberg D., Bergter F. Dependence of macromolecular composition and morphology of Streptomyces hygroscopicus on specific growth rate//Zeitschrift Allgem. Mikrobiol. 1979. - V. 19, № 6. - P. 415-430.

199. Roszkowski J., Ruczaj Z., Sawnor-Korszynska D. et. al. NADPH-regenerating systems in microorganisms producing macrolide antibiotics//Acta Microbiol. Pol. B. 1971. - V. 3(2). - P. 97-106.

200. Ruan X., Pereda A., Stassi D.L. et. al. Acyltransferase domain substitutions in erythromycin polyketide synthase yield novel erythromycin derivatives//J.Bacteriol. 1997. - V. 179(20). - P. 6416-25.

201. Salah-Bey K., Doumith M., Michel J.M. et. al. Targeted gene inactivation for the elucidation of deoxysugar biosynthesis in the erythromycin producer Saccharopolyspora erythraea!/Mol. Gen. Genet. 1998. - V. 257. - P. 542-53.

202. Sanders J.W., Leenhouts K. J., Haandeikman A.J. et. al. Stress respons in L. lactis: cloning and mutation lactococcal superoxid dismutase gene//J. Bacteriol. 1995.-V. 177(18).-P. 5254-60.

203. Sarra M., Ison A.P., Lilly M.D. The relationships between biomass concentration, determined by a capacitance-based probe, rheology and morphology of Saccharopolyspora erythraea cultures//Journal of Biotechnology. 1996. - V. 51. - P. 157-165.

204. Schechinger Т., Hiller W., Maichle C. et. al. A five-coordinat cooper complex with superoxid dismutase mimetic activity from S. antibioticusll Biol. Med. -1998.-V. 1(2).-P. 112-116.

205. Scott R.I., Poole R.K., Williams H. The electron transport chain of Streptomyces erythreus: possible functions of cytochrome aa3 and a novel green pigment//Curr. Microbiol. 1989. - V. 18. - P. 297-302.

206. Sebastine I.M., Stocks S.M., Cox P.W., Thomas C.R. Characterisation of percentage viability of Streptomyces clavuligerus using imago analysis// Biotechnol. Tech. 1999. - V. 13, № 6. - P. 419-423.

207. Seignez C., Adler N, Suard JC, Peringer P. Aerobic and anaerobic biodegradability of 1-anthraquinone sulphonate//Appl. Microbiol. 1996. Biotechnol. Jun. - V. 45(5). - P. 719-22.

208. Shiio I., Momose H., Oyama A. Relationship between isocitrate lyase, acetate kinase and phosphate acetyl-transferase levels and glutamate production in Brevibacterium flavumllJ. Gen. Appl. Microbiol. 1965. - V. 15 (1). - P. 27-40.

209. Smith R.L., Bungay H.R., Pittenger R.C. Growth-biosynthesis relationships in erythromycin fermentation//Appl. Microbiol. 1962. - V. 10, № 3. - P. 293296.

210. Soh B.S., Loke P., Sim T.S. Cloning, heterologous expression and purification of an isocitrate lyase from Streptomyces clavuligerus//BBA. 2001. V. 1522, № l.-P. 112-117.

211. So N.W., Rho J.Y., Lee S.Y. et. al. A lead-absorbing protein with superoxid dismutase activity from B. subrutilusl/VEMS Microbiol. Lett. 2001. - V. 194 (l).-P. 93-98.

212. Spassova D., Vesselinova N., Gresiieva N. Ultrastructural changes in the cells of Streptomyces spectabilis during biosynthesis of streptovaricin//Actinomycetol. -1991.-V. 2,№ l.-P. 18-26.

213. Spira В., Silberstein N., Yagil E. Guanosine 3',5'-bispyrophosphate (ppGpp) synthesis in cells of Escherichia coli starved for Pi//J. Bacteriol. 1995. - V. 177, № 14.-P. 4053-4058.

214. Stassi D., Donaldio S., Stavor M.J., Kotz L. Identification of a Saccharopolyspora erythraea gene required for the final hydroxylation step in erythromycin biosynthesis//J Bacteriol. 1993. - V.l75, №1. - P. 182 - 189.

215. Stassi D.L., Kakavas S.J., Reynolds K.A. et. al. Ethyl-substituted erythromycin derivatives produced by directed metabolic engineering//Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 1998. - V.23, № 95(13). - P. 7305-9.

216. Staunton J., Wilkinson B. Biosynthesis of Erythromycin and Rapamycin// Chem Rev. 1997. - V. 97(7). - P. 2611-2630.

217. Steele D.B., Stowers M.D. Superoxide dismutase and catalase in Frankia// Can. J. Microbiol. 1986. - V. 32 (3). - P. 409-412.

218. Steiner J., Connolly M., Valentine H.et. al. Neurotrophic actions of nonimmunosuppressive analogues of immunosuppressive drugs FK506, rapamycin and cyclosporin Al Nat. Med. 1997. - V. 3(4). P. 421-8.

219. Stocks S.M., Thomas C.R. Strenght of mid-logarithmic and stationary phase Saccharopolyspora erythraea hyphae during a bath fermentation in defined nitrate-limited medium//Biotechnol. Bioeng. 2001. - V. 73, № 5. - P. 370-378.

220. Stocks S.M., Thomas C.R. Viability strength and fragmentation of Saccharopolyspora erythraea in submerged fermentation//ibid. 2001. - V. 75, №6.-P. 702-709.

221. Stowell J. D. The application of oils and fats in antibiotic processes. In Carbon substrates in biotechnology//IRL Press: Oxford, U.K. 1987. - P. 139-159.

222. Streker K., Freiberg C.H., Labischinski H. et. al. Staphylococcus aureus NFRA is a flavin mononycleotide NADPH oxidase//J. Bacteriol. 2005. - V. 187(7). -P. 2249-2253.

223. Sun J., Hesketh A., Bibb MJ. Functional Analysis of relA and rshA, Two relA/spoT Homologues of Streptomyces coelicolor A3(2)//J. Bacteriol. 2001. -V. 183, № 11.-P. 3488-3498.

224. Szeszak F., Szabo J. Antibiotic production of hyphal fractions of Streptomyces griseusllAppl. Microbiol. 1967. - V.15, № 5. - P. 1010-1013.

225. Takano E., Bibb M.J. The stringent response ppGpp and antibiotic production in Streptomyces coelicolor A3(2)//Actinomycetol. 1994. - V. 8, № 1. - P. 1-16.

226. Takebe H., Matsunaga M., Hiruta O. et. al. Relationship between sugar consumption and tricarboxylic asid cycle enzyme activity in a high bialophos-producing strain//J. Ferm. Bioeng. 1991. - V. 71. - P. 2071-80.

227. Thompson C. J., Ward J. M., Hopwood D. A. Cloning of antibiotic resistance and nutritional genes in Streptomyces!/J. Bacteriol. 1982. V. 151. P. 668-677.

228. Tonati D. Transcriptional and posttranscriptional regulation of Mn-SOD biosynthesis in E. coliUJ. Bacteriol. 1988. - V.170 (8). - P. 2511-2520.

229. TriIII A., Crossley M.V., Kontakou M. Relation between growth rate and erythromycin production in Streptomyces erythreus//B\otQchno\. Lett. 1987. -V. 9, № 11. - P. 765-770.

230. Vara J., Lewandowska-Skarbek M., Wang Y.G. et. al. Cloning of genes governing the deoxysugar portion of the erythromycin biosynthesis pathway in Saccharopolyspora erythraea (Streptomyces erythreus)// J. Bacteriol. 1989. -V.171, №11. - P. 5872 - 81.

231. Wallace K.K, Zhao В., McArthur H.A., Reynolds K.A. In vivo analysis of straight-chain and branched-chain fatty acid biosynthesis in three actinomycetes//FEMS Microbiol. Lett. 1995. - V. 131(2). - P.227-34

232. Walsh C. Antibiotics: actions, origins, resistance//Washngton, ASM Press. -2003.- P. 10-13.

233. Warren S.J., Keshavarz-Moore E., Ayazi Shamlou P., Lilly M.D. Rheologies and morphologies of three actinomycetes in submerged culture//Biotechnology and bioengineering. 1995. - V. 45(1). - P. 80-85.

234. Weissman K.J., Bycroft M., Stannton J., Leadlay P.F. Origin of starter units for erythromycin biosynthesis//Biochemistry. 1998. - V.37, №31. -\P. 11012-7.

235. Youn H.D, Kim E J., Roe J.H., Hah Y.C., Kang S.O. A novel nickel-containg superoxide dismutase from S. coelicolor!I J. Biochem. 1996. - V. 318 (3). - P. 889-896.

236. Youn H.D., Lee J.W., Yim Y.I., Lee J.K., Hah Y.C. Unique isozymes of superoxid dismutase in S. griseusllArch. Biochem. Biophys. 1996. - V. 334 (2).-P. 341-343.

237. Youn H., Kwak J., Youn H.D. et. al. Lipoamide dehydrogenase from S. seoulensis: biochemical and genetic properties//BBA. 1998. - V. 1388(2). - P. 405-418.

238. Youn H., Kang S.O. Enchaced sensitivity of S. seoulensis to menadion by superfluons lipoamide dehydrogenase//FEBS Lett. 2000. - V. 472(1). - P. 5761.

239. Zhang W., Reynolds K.A. MeaA, a putative coenzyme B12-dependent mutase, provides methylmalonyl coenzyme A for monensin biosynthesis in Streptomyces cinnamonensis//J. Bacteriol. 2001. - V. 183(6). - P. 2071-80.157

Информация о работе

Мичурина, Татьяна Анатольевна
кандидата биологических наук
Москва, 2007
ВАК 03.00.23

Диссертация

Интенсификация биосинтеза эритромицина А факторами, снижающими лизис в культуре Saccharopolyspora erythraea - тема диссертации по биологии, скачайте бесплатно

Автореферат

Похожие работы