Metabolizma Mühendisliği Kullanılarak Elde Edilen Mutant Mayaların Büyüme Fizyolojileri Ve Metabolizmalarının İncelenmesi

Abstract

Bu çalışmanın amacı, yaban tip ve rasyonel metabolizma mühendisliği yaklaşımları kullanılarak gliserol üretimi için daha önce metabolik yolizleri modifiye edilmiş rekombinant Saccharomyces cerevisiae suşların, büyüme fizyolojileri, gliserol ve diğer metabolit üretim özelliklerinin belirlenmesi ve karşılaştırılmasıdır. Bu sebeple, gliserol üretimi için en iyi yaklaşımı belirlemek amacıyla, gliserol yolizi modifikasyonu için farklı metabolizma mühendisliği yaklaşımlarının etkileri birbirleriyle karşılaştırılmıştır. Bu çalışmada, Saccharomyces cerevisiae yaban tip mayası kontrol olarak kullanılmıştır. Fosfoglikoz izomeraz (PGI) aktivitesinin azaltılması ve gliserol-3-fosfat dehidrogenaz (GPD) enzimini kodlayan gspA geninin Bacillus subtilis’ten mayaya aktarılması stratejileriyle üç farklı mutant maya elde edilmiştir. Bir mutantın (mutant 2) fosfoglikoz izomeraz aktivitesi azaltılmış, diğer mutanta (mutant 3) B. subtilis’in gspA geni aktarılmış ve son mutant (mutant 4) ise her iki genetik değişikliğe de maruz bırakılmıştır. Yaban tipin ve üç farklı mutantın, 2 litrelik biyoreaktörde aerobik ve anaerobik kültivasyonları yapılarak büyüme kinetiği ve başlıca metabolit üretimleri karşılaştırılmıştır.

The aim of this study was to determine and compare the growth physiology, glycerol and other metabolite production characteristics of wild-type and recombinant Saccharomyces cerevisiae strains, which have previously been modified in their metabolic pathway for glycerol production using rational metabolic engineering approaches. Thus, the effects of different metabolic engineering approaches for glycerol pathway modification on glycerol production were compared to each other to identify the best approach for glycerol overproduction. Wild-type yeast of Saccharomyces cerevisiae is used as control. Three different yeasts were obtained by reduction of phosphoglucose isomerase (PGI) activity and insertion of gpsA gene, coding glycerol 3-phosphate dehydrogenase (GPD) enzyme, from Bacillus subtilis to yeast. Phosphoglucose isomerase activity of a mutant (mutant 2) was reduced, gpsA gene of B.subtilis was transferred to another mutant (mutant 3) and the last mutant (mutant 4) was exposed to both of these genetic changes. Aerobic and anaerobic cultivations of wild-type and three mutants were performed in a 2-liter bioreactor and growth kinetics and main metabolite productions were compared.