Qui presentiamo un protocollo sul bioprocesso adsorbente per produrre un prodotto biologico, in particolare un pigmento che inibisce la propria biosintesi e inibisce la crescita del microrganismo che lo produce.
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Articolo metodologico
Qui presentiamo un protocollo sul bioprocesso adsorbente per produrre un prodotto biologico, in particolare un pigmento che inibisce la propria biosintesi e inibisce la crescita del microrganismo che lo produce.
Le melanine sono pigmenti naturali e la presenza di anello indolico e numerosi gruppi funzionali rende la melanina la scelta ideale per molte applicazioni come agenti protettivi UV, cura della pelle, cosmetici ecc. Uno Pseudomonas stutzeri marino produce melanina senza l'aggiunta di tirosina. L'inibizione del feedback è stata osservata dalla melanina nella coltura di un batterio marino produttore di melanina, Pseudomonas stutzeri. La melanina ha anche dimostrato l'inibizione della crescita microbica. L'analisi basata su modelli di Han-Levenspiel ha identificato l'inibizione della melanina sulla crescita cellulare da parte di un prodotto di tipo non competitivo. L'enzima tirosinasi, che produce melanina, è stato inibito dalla melanina. Il doppio grafico reciproco della reazione enzimatica in presenza di diverse concentrazioni di melanina ha rivelato un'inibizione non competitiva del prodotto. È stato sviluppato un bioprocesso adsorbente basato su adsorbenti per ridurre l'inibizione del feedback da parte della melanina. Diversi adsorbenti sono stati sottoposti a screening per selezionare il miglior adsorbente per l'adsorbimento della melanina. La quantità e il tempo di dosaggio sono stati ottimizzati per sviluppare il bioprocesso adsorbente, che ha portato a un aumento di 8,8 volte della produzione di melanina da parte del batterio marino Pseudomonas stutzeri (da 153 mg/L a 1349 mg/L) senza l'integrazione di tirosina ed estratto di lievito.
Le melanine sono composti polifenolici la cui unità monomerica è l'anello indolico. Le melanine sono responsabili della maggior parte delle colorazioni nere, marroni e grigie di piante, animali e microrganismi1. Le melanine più comuni sono le eumelanine, che sono pigmenti marrone scuro o neri ampiamente distribuiti nei vertebrati e negli invertebrati2. Cefalopodi, piante e microbi sono le principali fonti di melanina3. La melanina ottenuta dai microrganismi ha diversi vantaggi rispetto alla melanina dei cefalopodi e delle piante. Sono a crescita rapida e non causa....
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1. Crescita e mantenimento della coltura di Pseudomonas stützeri .
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La Figura 1A, B mostra la crescita e la produzione di melanina sotto l'influenza di diverse concentrazioni iniziali di melanina. La crescita cellulare e la produzione di melanina sono diminuite sostanzialmente con l'aumentare della concentrazione iniziale di melanina. A una concentrazione iniziale di melanina di 500 mg/L nel terreno, la biomassa e la melanina si sono ridotte a quasi il 50% del valore massimo ottenuto nel controllo. A 1000 mg/L di concentrazione iniziale di m.......
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L'inibizione del prodotto è un grave collo di bottiglia nel bioprocesso che porta a una riduzione della produttività. Esistono diversi metodi per ridurre l'inibizione del prodotto, come il bioprocesso continuo e le tecniche di rimozione del prodotto in situ. Tuttavia, queste opzioni richiedono una revisione completa dell'impianto di biotrattamento esistente 23,24,25,26,27,28........
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Gli autori non hanno alcun conflitto di interessi
Ringraziamo il Dipartimento di Scienza e Tecnologia (DST/TSG/WP/2014/58), l'India e il National Institute of Technology Karnataka per aver fornito finanziamenti per lo sviluppo del protocollo di cui sopra.
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| Nome | Azienda | Numero di catalogo | Commenti |
|---|---|---|---|
| Allumina + A15A26A3: A13A3: A16A3: A17 | HiMedia | GRM1909 | |
| Carbone attivo | HiMedia | PCT1001 | |
| Acqua di mare artificiale Medium | HiMedia | M1942 | |
| Bradford | HiMedia | ML106 | |
| Celite | HiMedia | GRM226 | |
| Centrifuga | REMI | CM-8 | |
| Provette da centrifuga | HiMedia | PW1207 | |
| Acido dinitrosalicilico | Fiaschetta di Erlenmeyer HiMedia | GRM1582 | |
| Borosil | 4980021 | ||
| terra di Fuller | HiMedia | GRM232 | |
| Glucosio | HiMedia | MB037 | |
| HCl | HiMedia | AS004 | |
| L-tirosina | HiMedia | RM069 | |
| Microsoft Excel | |||
| Analizzatore di nanoparticelle | Microsoft HORIBA Scientific | Nanopartica SZ-100 | |
| Nutriente Agar medio | HiMedia | M001 | |
| Piastra di Petri | HiMedia | PW054 | |
| Tampone fosfato | HiMedia | M1452 | |
| Idrossido di sodio | Spettrofotometro HiMedia | MB095 | |
| Thermofisher | Genesys 10 | ||
| Bioreattore a serbatoio agitato | Scigenics | Bioferm LS | |
| TE Buffer | HiMedia | ML060 | |
| Microscopio elettronico a trasmissione | JEOL | JEM-2100 | |
| Zeolite | HiMedia | GRM3834 |
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