Рибофлавін або вітамін В2 є невід’ємним компонентом всіх живих організмів, слугуючи попередником флавінових коферментів ФМН (флавінмононуклеотид) та ФАД (флавінаденіндинуклеотид), що беруть участь у численних ферментативних реакціях. Флавіногенні дріжджі Candida famata надпродукують рибофлавін за умов дефіциту заліза в середовищі, однак регуляція цього процесу досліджена недостатньо. Попередньо ідентифіковано регуляторний ген SEF1, що кодує транскрипційний активатор. Його делеція блокує здатність дріжджів до надсинтезу рибофлавіну за умов дефіциту заліза. Також відомо, що у патогенних флавіногенних дріжджів Candida albicans, Sfu1 (транскрипційний фактор GATA-типу) пригнічує експресію гена SEF1. В даній роботі було встановлено, що делеція гена SFU1 C. famata підвищує продукцію рибофлавіну.
РЕЗЮМЕ. Рибофлавин или витамин В2 является обязательным компонентом всех живых организмов, являясь предшественником флавиновых коферментов ФМН (флавинмононуклеотид) и ФАД (флавинадениндинуклеотид), которые принимают участие в многочисленных ферментативных реакциях. Флавиногенные дрожжи Candida famata сверхпродуцируют рибо-флавин в условиях дефицита железа в среде, хотя регуляция этого процесса плохо исследована. Предварительно идентифицированный регуляторный ген SEF1 кодирует транскрипционный активатор. Его делеция блокирует способность дрожжей к сверхсинтезу рибофлавина в условиях дефицита железа. Также известно, что у патогенных флавиногенных дрожжей C. albicans, Sfu1 (фактор транскрипции GATA-типа) подавляет экспрессию гена SEF1. В процессе работы было показано, что делеция гена SFU1 C. famata приводит к повышению уровня синтеза рибофлавина.
Ключові слова: рибофлавін, Candida famata, SFU1, дріжджі
Повний текст та додаткові матеріали
Цитована література
1. Abbas, C.A. and Sibirny, A.A., Genetic control of biosynthesis and transport of riboflavin and flavin nucleotides and construction of robust biotechnological producers, Microbiol. Mol. Biol. Rev., 2011, vol. 75, pp. 321–360. https://doi.org/10.1128/MMBR.00030-10
2. Lim, S.H., Choi, J.S., and Park, E.Y., Microbial production of riboflavin using riboflavin overproducers, Ashbya gossypii, Bacillus subtilis and Candida famate: an overview, Biotechnol. Bioproc. Eng., 2001, vol. 6, pp. 75–88. https://doi.org/10.1007/bf02931951
3. Dmytruk, K.V., Yatsyshyn, V.Y., Voronovsky, A.Y., Fedorovych, D.V., and Sibirny, A.A., Construction of riboflavin (vitamin B2) overproducers of the yeast Candida famata,Sci. Innovat., 2009, vol. 5, no. 6, pp. 70–74. https://doi.org/10.15407/scin5.06.070
4. Stahmann, K.-P., Revuelta, J.L., and Seulberger, H., Three biotechnical processes using Ashbya gossypii Candida famata or Bacillus subtilis compete with chemical riboflavin production, Appl. Microbiol. Biotechnol., 2000, vol. 53, pp. 509–516. https://doi.org/10.1007/s002530051649
5. Vandamme, E.J., Production of vitamins, coenzymes and related biochemicals by biotechnological processes, J. Chem. Technol. Biotechnol., 1992, vol. 53, pp. 313–327. https://doi.org/10.1002/jctb.280530402
6. Kato, T. and Park, E.Y., Riboflavin production by Ashbya gossypii, Biotechnol. Lett., 2012, vol. 34, pp. 611–618. https://doi.org/10.1007/s10529-011-0833-z
7. Schwechheimer, S.K., Park, E.Y., Revuelta, J.L., Becker, J., and Wittmann, C., Biotechnology of riboflavin, Appl. Microbiol. Biotechnol., 2016, vol. 100, pp. 2107–2119. https://doi.org/10.1007/s00253-015-7256-z
8. Burgess, C.M., Smid, E.J., and van Sinderen, D., Bacterial vitamin B2, B11 and B12 overproduction: an overview, Int. J. Food Microbiol., 2009, vol. 133, nos. 1–2, pp. 1–7. https://doi.org/10.1016/j.ijfoodmicro.2009.04.012
9. Dmytruk, K.V., Yatsyshyn, V.Y., Sybirna N.O., Fedorovych D.V., and Sibirny A.A. Metabolic engineering and classic selection of the yeast Candida famata (Candida flareri) for construction of strains with enhanced riboflavin production, Metab. Eng., 2011, vol. 13, no. 1, pp. 82–88. https://doi.org/10.1016/j.ymben.2010.10.005
10. Dmytruk, K.V. and Sibirny, A.A., Candida famata (Candida flareri), Yeast, 2012, vol. 29, no. 11, pp. 453–458. https://doi.org/10.1002/yea.2929
11. Dmytruk, K., Lyzak, O., Yatsyshyn, V., Kluz, M., Sibirny, V., Puchalski, C., and Sibirny, A., Construction and fed-batch cultivation of Candida famata with enhanced riboflmavin production, J. Biotechnol., 2014, vol. 172, pp. 11–17. https://doi.org/10.1016/j.biotec.2013.12.005
12. Dmytruk, K.V., Voronovsky, A.Y., and Sibirny, A.A., Insertion mutagenesis of the yeast Candida famata (Debaryomyces hansenii) by random integration of linear DNA fragments, Curr. Genet., 2006, vol. 50, pp. 183–191. https://doi.org/10.1007/s00294-006-0083-0
13. Lan, C.Y., Rodante, G., Murillo, L.A., Jones, T., Davis, R.W., Dungal, J., Newport, G., and Agabian, N., Regulatory networks affected by iron availability in Candida albicans,Mol. Microbiol., 2004, vol. 53, pp. 1451–1469. https://doi.org/10.1111/j.1365-2958.2004.04214.x
14. Chen, C. and Noble, S.M., Post-transcriptional regulation of the Sef1 transcription factor controls the virulence of Candida albicans in its mammalian host, PLoS Pathog., 2012, vol. 8, no. 11. e1002956. https://doi.org/10.1371/journal.ppat.1002956
15. Voronovsky, A.A., Abbas, C.A., Fayura, L.R., Kshanovska, B.V., Dmytruk, K.V., Sybirna, K.A., and Sibirny, A.A., Development of a transformation system for the flavinogenic yeast Candida famata,FEMS Yeast Res., 2002, vol. 2, pp. 381–388. https://doi.org/10.1016/S1567-1356(02)00112-5
16. Sambrook, J., Fritsh, E.F., and Maniatis, T., Molecular Cloning: A LaboratoryManual second ed., Cold Spring Harbor, New York: Cold Spring Harbor Laboratory Press, 1989.
17. Chen, C. Pande, K., French, S.D., Tuch, B.B, and Noble, S.M., An iron homeostasis regulatory circuit with reciprocal roles in Candida albicans commensalism and pathogenesis, Cell Host Microbe, 2011, vol. 18, no. 2, pp. 118–135. https://doi.org/10.1016/j.chom.2011.07.005