Un bioprocédé adsorbant améliore le rendement en mélanine de Pseudomonas stutzeri

Résumé

Nous présentons ici un protocole sur le bioprocédé adsorbant pour produire un produit biologique, en particulier un pigment qui inhibe sa propre biosynthèse et inhibe la croissance du micro-organisme qui le produit.

Résumé

Les mélanines sont des pigments naturels, et la présence d’un anneau indole et de nombreux groupes fonctionnels fait de la mélanine un choix idéal pour de nombreuses applications telles que les agents de protection UV, les soins de la peau, les cosmétiques, etc. Un Pseudomonas stutzeri marin produit de la mélanine sans ajout de tyrosine. L’inhibition de la rétroaction a été observée par la mélanine dans la culture d’une bactérie marine productrice de mélanine, Pseudomonas stutzeri. La mélanine a également démontré une inhibition de la croissance microbienne. L’analyse basée sur le modèle de Han-Levenspiel a identifié une inhibition de produit de type non compétitif de la mélanine sur la croissance cellulaire. L’enzyme tyrosinase, qui produit la mélanine, a été inhibée par la mélanine. Le double tracé réciproque de la réaction enzymatique en présence de différentes concentrations de mélanine a révélé une inhibition non compétitive du produit. Un bioprocédé adsorbant à base d’adsorbant a été mis au point pour réduire l’inhibition de la rétroaction par la mélanine. Différents adsorbants ont été examinés afin de sélectionner le meilleur adsorbant pour l’adsorption de la mélanine. La quantité et le temps de dosage ont été optimisés pour développer le bioprocédé adsorptif, ce qui a entraîné une augmentation de 8,8 fois de la production de mélanine par la bactérie marine Pseudomonas stutzeri (153 mg/L à 1349 mg/L) sans supplémentation en tyrosine et en extrait de levure.

Introduction

Les mélanines sont des composés polyphénoliques dont l’unité monomère est le cycle indole. Les mélanines sont responsables de la plupart des colorations noires, brunes et grises des plantes, des animaux et des micro-organismes¹. Les mélanines les plus courantes sont les eumélanines, qui sont des pigments brun foncé ou noirs largement répandus chez les vertébrés et les invertébrés². Les céphalopodes, les plantes et les microbes sont les principales sources de mélanine³. La mélanine obtenue à partir de micro-organismes présente plusieurs avantages par rapport à la m....

Protocole

1. Croissance et maintien de la culture de Pseudomonas stuttzeri .

1. Procurez-vous la bactérie Pseudomonas stutzeri auprès du MTCC Chandigarh (fournie sous forme d’ampoule lyophilisée).
   1. Désinfectez la surface de l’ampoule avec de l’alcool (70 %). Marquez l’ampoule près du milieu de la jauge et cassez à la zone marquée.
      REMARQUE : Des précautions doivent être prises lors de l’ouverture de l’ampoule car le contenu est sous vide. Prenez des précautions lorsque vous cassez l’ampoule, car une ouverture à pression attirera le bouchon de coton à une extrémité et une ouverture précipitée libérera les particules fines l....

Résultats

Les figures 1A, B montrent la croissance et la production de mélanine sous l’influence de différentes concentrations initiales de mélanine. La croissance cellulaire et la production de mélanine ont considérablement diminué avec l’augmentation de la concentration initiale de mélanine. À une concentration initiale de 500 mg/L de mélanine dans le milieu, la biomasse et la mélanine ont été réduites à près de 50 % de la valeur maximale obtenue dans le groupe témoin. À 1000 mg/L d.......

Discussion

L’inhibition du produit est un goulot d’étranglement majeur dans les bioprocédés, ce qui entraîne une réduction de la productivité. Plusieurs méthodes existent pour réduire l’inhibition du produit, telles que les techniques de bioprocédés continus et d’élimination in situ du produit. Cependant, ces options nécessitent une refonte complète de l’installation de biotraitement existante 23,24,25,26,27,28.

Matériaux

Liste des matériaux utilisés dans cet article

Nom	Entreprise	Numéro de catalogue	Commentaires
; Alumina+A15A26A3 :A13A3 :A16A3 :A17	HiMedia	GRM1909
Charbon actif	HiMedia	PCT1001
Eau de mer artificielle Medium	HiMedia	M1942
Bradford kit de réactifs	HiMedia	ML106
	Celite HiMedia	GRM226
Centrifugeuse	REMI	CM-8
Tubes à centrifuger	HiMedia	PW1207
Acide dinitrosalicylique	HiMedia	GRM1582
Erlenmeyer Fiole	Borosil	4980021
terre foulante	HiMedia	GRM232
Glucose	HiMedia	MB037
HCl	HiMedia	AS004
L-tyrosine	HiMedia	RM069
Microsoft Excel	Microsoft
Analyseur de nanoparticules	HORIBA Scientific	Nanopartica SZ-100
Gélose nutritive moyenne	HiMedia	M001
Plaque de Petri	HiMedia	PW054
Tampon phosphate	HiMedia	M1452
Hydroxyde de sodium	HiMedia	MB095
Spectrophotomètre	Thermofisher	Genesys 10
Bioréacteur à cuve agitée	Scigenics	Bioferm LS
TE Buffer	HiMedia	ML060
Microscope électronique à transmission	JEOL	JEM-2100
Zeolite	HiMedia	GRM3834