Bioprocesso adsortivo melhora o rendimento da melanina de Pseudomonas stutzeri

Resumo

Aqui apresentamos um protocolo sobre bioprocesso adsortivo para produzir um produto biológico, especialmente um pigmento que inibe sua própria biossíntese e inibe o crescimento do microrganismo que o produz.

Resumo

As melaninas são pigmentos naturais, e a presença de anel indol e vários grupos funcionais torna a melanina a escolha ideal para muitas aplicações, como agentes de proteção UV, cuidados com a pele, cosméticos, etc. Um Pseudomonas stutzeri marinho produz melanina sem a adição de tirosina. A inibição do feedback foi observada pela melanina no cultivo de uma bactéria marinha produtora de melanina, Pseudomonas stutzeri. A melanina também demonstrou inibição do crescimento microbiano. A análise baseada no modelo Han-Levenspiel identificou a inibição não competitiva da melanina no crescimento celular. A enzima tirosinase, que produz melanina, foi inibida pela melanina. O gráfico recíproco duplo da reação enzimática na presença de diferentes concentrações de melanina revelou inibição não competitiva do produto. Um bioprocesso adsortivo baseado em adsorvente foi desenvolvido para reduzir a inibição de feedback pela melanina. Diferentes adsorventes foram selecionados para selecionar o melhor adsorvente para adsorção de melanina. A quantidade e o tempo de dosagem foram otimizados para desenvolver o bioprocesso de adsorção, o que resultou em um aumento de 8,8 vezes na produção de melanina pela bactéria marinha Pseudomonas stutzeri (153 mg/L a 1349 mg/L) sem suplementação de tirosina e extrato de levedura.

Introdução

As melaninas são compostos polifenóis cuja unidade monomérica é o anel indol. As melaninas são responsáveis pela maioria das colorações preta, marrom e cinza de plantas, animais e microrganismos¹. As melaninas mais comuns são as eumelaninas, que são pigmentos marrom-escuros ou pretos amplamente distribuídos em vertebrados e invertebrados². Cefalópodes, plantas e micróbios são as principais fontes de melanina³. A melanina obtida a partir de microrganismos tem várias vantagens sobre a melanina de cefalópodes e plantas. Eles são rápidos em crescimento e não causam pr....

Protocolo

1. Crescimento e manutenção da cultura de Pseudomonas stutzeri .

1. Obtenha a bactéria Pseudomonas stutzeri do MTCC Chandigarh (fornecido como ampola liofilizada).
   1. Desinfete a superfície da ampola com álcool (70%). Marque a ampola perto do meio do medidor e quebre na área marcada.
      NOTA: Deve-se ter cuidado ao abrir a ampola, pois o conteúdo está no vácuo. Tome precauções ao quebrar a ampola, pois uma abertura de encaixe puxará o tampão de algodão para uma extremidade e uma abertura apressada liberará as partículas finas liofilizadas do micróbio no ar.
   2. Remova cuidadosamente o tampão de algodão com uma ....

Resultados

A Figura 1A,B demonstra o crescimento e a produção de melanina sob a influência de diferentes concentrações iniciais de melanina. O crescimento celular e a produção de melanina diminuíram substancialmente com o aumento da concentração inicial de melanina. Na concentração inicial de melanina de 500 mg/L no meio, a biomassa e a melanina reduziram para quase 50% do valor máximo obtido no controle. A 1000 mg/L de concentração inicial de melanina, houve produção marginal de melan.......

Discussão

A inibição do produto é um grande gargalo no bioprocessamento, o que leva à redução da produtividade. Existem vários métodos para reduzir a inibição do produto, como bioprocesso contínuo e técnicas de remoção de produto in situ. No entanto, essas opções requerem uma revisão completa da instalação de bioprocessamento existente 23,24,25,26,27,28.

Materiais

Lista de materiais utilizados neste artigo

Nome	Empresa	Número de catálogo	Comentários
Alumina + A15A26A3: A13A3: A16A3: A17	HiMedia	GRM1909
Carvão ativado	HiMedia	PCT1001
Água do mar artificial Meio	HiMedia	M1942
Kit de reagentes Bradford	HiMedia	ML106
Celite	HiMedia	GRM226
Centrífuga	REMI	CM-8
Tubos de centrífuga	HiMedia	PW1207
Ácido dinitrosalicílico	HiMedia	GRM1582
Balão Erlenmeyer	Borosil	4980021
terra de fuller	HiMedia	GRM232
Glicose	HiMedia	MB037
HCl	HiMedia	AS004
L-tirosina	HiMedia	RM069
Microsoft Excel	Microsoft
Analisador de nanopartículas	HORIBA Scientific	Nanopartica SZ-100
Meio de ágar nutriente	HiMedia	M001
Placa de Petri	HiMedia	PW054
Tampão de fosfato	HiMedia	M1452
Hidróxido de sódio	HiMedia	MB095
Espectrofotômetro	Thermofisher	Genesys 10
Biorreator de tanque agitado	Scigenics	Bioferm LS
TE Buffer	HiMedia	ML060
Microscópio Eletrônico de Transmissão	JEOL	JEM-2100
Zeólita	HiMedia	GRM3834