Efeito da lisina na produção de compostos beta-lactâmicos produzidos por Sterptomuces clavuligerus

Abstract

Muitos compostos beta-lactâmicos são sintetizados por bactérias do gênero Streptomyces. As cefalosporinas, entre elas a cefamicina C (CefC) são apenas alguns exemplos de antibióticos sintetizados por Streptomyces clavuligerus. Os antibióticos beta-lactâmicos são formados, em procariotos e eucariotos, a partir de três aminoácidos, o ácido L-alfaaminoadípico (AAA), a L-cisteína e a L-valina. Em procariotos, o AAA é formado por desaminação da L-lisina pela enzima lisina ε-aminotransferase (LAT). A L-lisina exerce um papel fundamental na síntese destes compostos atuando como indutora da LAT, a primeira enzima da rota biossintética de CefC. Desta forma, uma variação adequada na concentração de lisina no meio de produção deve proporcionar melhorias na produção da CefC. Além da lisina, as fontes de carbono e nitrogênio também exercem fundamental importância, uma vez que participam de vários mecanismos reguladores, tanto do metabolismo primário como do secundário, durante o processo fermentativo. O presente trabalho teve como objetivo investigar a influência da presença e concentração de fontes de carbono, de L-lisina e de compostos relacionados à rota biossintética de antibióticos beta-lactâmicos em S. clavuligerus ATCC 27064, com ênfase no aumento da produção de CefC. Foram realizadas fermentações variando-se a natureza e a concentração de determinados compostos no meio de produção (fontes de carbono, de nitrogênio, etc) e, também, as condições de suplementação de L-lisina e outros compostos ao longo do processo. Com relação à fonte de carbono e energia (substrato limitante), os resultados demonstraram que o amido propiciou a maior produção de cefalosporinas totais, enquanto o glicerol foi mais adequado ao crescimento celular. Os resultados permitiram obter um meio padrão adequado para a...

Many beta-lactamic compounds are synthesized by bacteria from the Streptomyces ssp. The cephalosporins and among then the cephamycin C (CefC) are some examples of antibiotics synthesized by Streptomyces clavuligerus. The beta-lactam antibiotics are formed, both in eukaryote and prokaryote, by three amino acids, the L-alfa-aminoadipic acid (AAA), the L-cysteine and the L-valine. In prokaryote the AAA is formed by desamination of the Llysine by the lysine ε-aminotransferase (LAT) enzyme. The L-lysine plays a fundamental roll in the synthesis of these compounds acting as an inductor of the LAT, the first enzyme in the biosynthetic route of the CefC. Therefore, an adjusted variation on the lysine concentration in the production medium should provide improvement in the production of CefC. Besides lysine, the carbon and nitrogen sources also exert a crucial importance, once they are part of many regulating mechanisms from primary and secondary metabolism during fermentation. The objective in this paper is to investigate the influence of the presence and concentration of sources of carbon, L-lysine and composites related to the beta-lactam antibiotics biosynthetic route in S. clavuligerus ATCC 27064, with emphasis in the increase of the CefC production. Fermentation had been carried through varying the nature and concentration of certain composites in the production environment (sources of carbon, nitrogen, etc) and also the lysine and other compounds supplementation conditions along with the process. In relation to the sources of carbon and energy (limiting substrate), the results show that starch provides a higher production of total cephalosporins while glycerol has been more appropriate to cellular growth. The results allowed obtaining an appropriate standard medium to develop cephalosporins, ...(Complete abstract click electronic access below)