Gene and Biosynthesis of Polyunsaturated Fatty Acid in Bacteria
Article Sidebar
Main Article Content
บทคัดย่อ
บทคัดย่อ
กรดไขมันโดโคซาเฮกซาอีโนอิก หรือดีเอชเอ เป็นกรดไขมันที่จำเป็นต่อร่างกายต้องได้ โดยปริมาณที่แนะนำต่อวันคือ 250-500 มิลลิกรัมต่อวัน เนื่องจากร่างกายไม่สามารถสังเคราะห์สารขึ้นเองได้ จึงจำเป็นต้องรับประทานเพิ่มจากแหล่งอาหารเสริม สำหรับการผลิตดีเอชเอในอุตสาหกรรม แบคทีเรียจากทะเลถือเป็นแหล่งทางเลือกสำหรับการผลิตดีเอชเอในการศึกษาหลัก เนื่องจากมีความสามารถในการผลิตดีเอชเอผ่านสองวิถีทาง คือการสังเคราะห์โพลีคีไทด์แบบไม่ใช้ออกซิเจน (polyketide synthase: PKS) และวิถีการสังเคราะห์ธรรมดาแบบใช้ออกซิเจน โดยอาศัยเอนไซม์ desaturase และ elongase ซึ่งประสิทธิภาพของกระบวนการสังเคราะห์ดีเอชเอก็จะแตกต่างกันไปในแต่ละสายพันธุ์ สำหรับบทความนี้จะกล่าวถึง เส้นทางชีวภาพสำหรับการสังเคราะห์กรดไขมันดีเอชเอใน Moritella marina รวมถึงจะกล่าวถึงยีนที่มีความสำคัญต่อการสังเคราะห์ดีเอชเอ และกลยุทธ์ในการเพิ่มความสามารถในการผลิต เพื่อให้เห็นแนวโน้มในการพัฒนา M. Marina เพื่อนำมาประยุกต์ใช้ในการเพิ่มผลิตประสิทธิภาพของกระบวนการผลิตดีเอชเอในอนาคต
Article Details
เอกสารอ้างอิง
Giner-Robles, L., Lazaro, B., De La Cruz, F., and Moncalian, G., 2018, FabH deletion increases DHA production in Escherichia coli expressing Pfa genes, Microb Cell Fact. 17(1):88.
Domenichiello, A.F., Kitson, A.P., and Bazinet, R.P., 2015, Is docosahexaenoic acid synthesis from α-linolenic acid sufficient to supply the adult brain?, Prog Lipid Res. 59:54-66.
Moi, I.M., Leow, A.T.C., Ali, M.S.M., Rahman, R.N.Z.R.A., Salleh, A.B., and Sabri, S., 2018, polyunsaturated fatty acids in marine bacteria and strategies to enhance their production, Appl Microbiol Biotechnol. 102(14):5811-5826.
Zhang, J., and Burgess, J.G., 2017, Enhanced eicosapentaenoic acid production by a new deep-sea marine bacterium Shewanella electrodiphila MAR441T, Plos One. 12(11):e0188081.
Yoshida, K., Hashimoto, M., Hori, R., Adachi, T., Okuyama, H., Orikasa, Y., Nagamine, T., Shimizu, S., Ueno, A., and Morita, N., 2016, Bacterial long-chain polyunsaturated fatty acids: their biosynthetic genes, Functions, and Practical Use, Mar Drugs. 14(5):94.
Hayashi, S., Satoh, Y., Ujihara, T., Takata, Y., and Dairi, T., 2016, Enhanced production of polyunsaturated fatty acids by enzyme engineering of tandem acyl carrier proteins, Sci Rep. 6:35441.
Wan, X., Peng, Y.F., Zhou, X.R., Yang. M.G., Huang, F.H., and Moncalián, G., 2016, Effect of cerulenin on fatty acid composition and gene expression pattern of DHA-producing strain Colwellia psychrerythraea strain 34H, Microb Cell Fact. 15:30.
Urakawa, H., 2014, The family Moritellaceae, pp. 477-490, In Rosenberg, E., DeLong, E.F., Lory, S., Stackebrandt, E., and Thompson. F. (Eds.), The Prokaryotes: Gammaproteobacteria, Springer, Inc., New York.
Morita, N., Ichise, N., Yumoto, I., Yano, Y., Ohgiya, S., and Okuyama. H., 2005, Cultivation of microorganisms in the cultural medium made from squid internal organs and accumulation of polyunsaturated fatty acid in the cells, Biotechnol Lett. 27(13):933-41.
Fang, J., Barcelona, M.J., Nogi, Y., and Kato, C., 2000, Biochemical implications and geochemical significance of novel phospholipids of the extremely barophilic bacteria from the Marianas Trench at 11,000 m, Deep Sea Research Part I: Oceanographic Research Papers. 47(6):1173–1182.
Tilay, A., and Annapure, U., 2012, Novel simplified and rapid method for screening and isolation of polyunsaturated fatty acids producing marine bacteria, Biotechnol Res Int. 2012:542721, 8 p.
Herbst, A.D., Townsend, C.A., and Maier, T., 2018, The architectures of iterative type I PKS and FAS, Nat Prod Rep. 35:1046-1069.
Maier, T., Jenni, S., and Ban, N., 2006, Architecture of mammalian fatty acid synthase at 4.5 A resolution, Science. 311(5765):1258-1262.
Napier, J.A., 2002, Plumbing the depths of PUFA biosynthesis: a novel polyketide synthase-like pathway from marine organisms, Trends Plant Sci. 7(2):51-54.
Okuyama, H., Orikasa, Y., Nishida, T., Watanabe, K., and Morita, N., 2007, Bacterial genes responsible for the biosynthesis of eicosapentaenoic and docosahexaenoic acids and their heterologous expression, Appl and Envi Microb.73(3):665-670.
Alagarsamy, S., Sabeena Farvin, K.H., Fakhraldeen, S., Kooramattom, M.R., Al-Yamani, F., 2019, Isolation of Gram-positive Firmibacteria as major eicosapentaenoic acid producers from subtropical marine sediments, Lett in Appl Microbiol.69(2):121-127.
Orikasa, Y., Tanaka, M., Sugihara, S., Hori, R., Nishida, T., Ueno, A., Morita, N., Yano, Y., Yamamoto, K., Shibahara, A., Hayashi, H., Yamada, Y., Yamada, A., Yu, R., Watanabe, K., and Okuyama, H., 2009, pfaB products determine the molecular species produced in bacterial polyunsaturated fatty acid biosynthesis, FEMS Microbiol Lett. 295:170–176.
Kautharapu, K., Rathmacher, J., and Jarboe, L., 2013, Growth condition optimization for docosahexaenoic acid (DHA) production by Moritella marina MP-1. Appl Microbiol Biotechnol. 97:2859–2866.
Nogi, Y., Kato, C., and Horikoshi, K., 1998, Moritella japonica sp. nov., a novel barophilic bacterium isolated from a Japan Trench sediment, J Gen Appl Microbiol. 44(4):289-295.
