Zeitschrift für mikrobielle und biochemische Technologie

Abstrakt

Veränderungen der Zellstruktur, Morphologie und Aktivität von Streptomyces venezuelae während der Wachstums-, Schock- und Jadomycin-Produktionsphasen

Marianne S Brooks, Tracey J Burdock, Abdel E Ghaly und Deepika Dave

Streptomyces venezuelae besitzen die Fähigkeit, eine Gruppe neuartiger Benzoxazolophenanthridin-Antibiotika namens Jadomycin zu synthetisieren. Ziel der Studie war es, die Veränderungen in Aktivität, Zellstruktur und Morphologie von Streptomyces venezuelae zu untersuchen, während diese während der Wachstums-, Ethanol-Schock- und Jadomycin-Produktionsphasen unterschiedlichen Umweltbedingungen ausgesetzt sind. Die Aktivität von S. venezuelae wurde mithilfe der Triphenyltetrazoliumchlorid-Methode (TTC) gemessen, während die mikrobielle Population mithilfe der Methoden der optischen Dichte und der Plattenzählung gemessen wurde. Proben aus jeder Phase wurden unter dem Rasterelektronenmikroskop (REM) und dem Transmissionselektronenmikroskop (TEM) betrachtet. Die spezifische TF-Ausbeute wurde berechnet, indem die TF-Ausbeute durch die Anzahl der Zellen geteilt wurde. Die spezifische TF-Ausbeute blieb während der Wachstumsphase im nährstoffreichen Medium konstant bei 2,44 x 10-8 (µmol/CFU) und sank während der Akklimatisierung an das nährstoffarme, aminosäurereiche Produktionsmedium und nach der Schockbehandlung auf 0,25 x 10-8 µmol/CFU und 0,28 x 10-8 µmol/CFU und stieg dann während der Jadomycin-Produktion auf 3,67 x 10-8 µmol/CFU an. Der Ethanol-Schock führte bei 100 % der Zellen nicht zu einer Veränderung ihrer Morphologie. Während der vier aufeinanderfolgenden Stadien (Wachstum, Akklimatisierung, Schockbehandlung und Jadomycin-Produktion) wurden bemerkenswerte Veränderungen der Morphologie und Struktur (Zelldurchmesser, vorhandene Vakuolen und Septierung/Sporulation) von S. venezuelae beobachtet. Die Elementaranalyse lieferte Informationen zur Bestätigung der Reinheit von Jadomycin B (97,86 %). Es war jedoch nicht möglich, Jadomycin B innerhalb der Zellen nachzuweisen. Es ist wahrscheinlich, dass Jadomycin außerhalb der Zellen durch extrazelluläre Enzyme produziert wurde und nicht intrazellulär durch die Aufnahme von Isoleucin und Glucose. Die weißen Pellets (Zellen), die durch Zentrifugation des Produktionsmediums gewonnen wurden, stützen die Annahme, dass Jadomycin B außerhalb der Zellen produziert wird, da Jadomycin eine stark gefärbte Verbindung ist. Es ist auch möglich, dass die Zellen die sekundären Metaboliten sehr effizient ausschieden. Diese Hypothesen müssen weiter untersucht werden.