Nội dung được dịch bởi AI, chỉ mang tính chất tham khảo
Kỷ lục mới trong việc tái sử dụng sản phẩm phụ từ quá trình bia để biosynthesize prodigiosin và hiệu quả mới của nó đối với nấm gây bệnh qua các thử nghiệm in vitro và nghiên cứu mô hình docking phân tử
Tóm tắt
Prodigiosin (PG) - một phân tử có ứng dụng hứa hẹn trong nhiều lĩnh vực - đã được tổng hợp sinh học hiệu quả trong nghiên cứu này bằng cách sử dụng một chất nền lên men mới và thân thiện với môi trường - tức là, sản phẩm phụ từ quá trình nấu bia (BBB). Nó đã được xác nhận là một nguồn chất nền giàu dinh dưỡng với protein (22,18%), tro (10,1%), carbohydrate (1,98%), đường và nhiều nguyên tố khoáng. Môi trường nuôi cấy với công thức mới được thiết kế trong một chiếc bình nhỏ chứa 1,25% BBB/Casein (9/1), 0,025% FeSO4 và 0,125% Na2HPO4 cho một năng suất PG đáng chú ý đạt được 6230 mg/L sau 48 giờ. Sản xuất PG trên hệ thống bioreactor cũng cải thiện năng suất lên 1,16 lần (đạt 7220 mg/L) và rút ngắn thời gian lên men (chỉ mất 10 giờ). Chất phẩm tinh khiết này đã được tách ra và xác định thông qua việc phân tích hấp thụ UV/vis, MALDI-TOF MS và HPLC. PG thu được đã được sử dụng để thử nghiệm chống nấm. Đáng chú ý, trong nghiên cứu này, hầu hết hoạt động ức chế nấm gây bệnh của PG là những phát hiện mới. Trong số đó, PG cho thấy tác động tích cực nhất đối với chủng nấm Colletotrichum gloeosporioides F05 (gây hại cho rễ khoai lang) với tỷ lệ ức chế sự phát triển màng sợi và sự nảy mầm bào tử đạt lần lượt là 47% và 57%. Đặc biệt, PG cũng làm giảm khả năng kháng thuốc và hoàn toàn ức chế sự phát triển của màng sợi từ bào tử. Hơn nữa, PG cho thấy khả năng tương tác tốt với nhiều protein mục tiêu (CDC42, CYP51, CAS2, Pectate lyase B và Beta tubulin) ức chế C. gloeosporioides thông qua mô hình docking. Kết quả của nghiên cứu này đã tiết lộ thông tin khoa học hữu ích liên quan đến ứng dụng mới của BBB trong sản xuất PG và các tác động mới của PG trong quản lý các tác nhân nấm gây bệnh trên cây trồng.
Từ khóa
#prodigiosin #biosynthesis #brewing by-product #antifungal activity #molecular docking #Colletotrichum gloeosporioidesTài liệu tham khảo
Statista.com, Beer production worldwide from 1998 to 2021 (in billion hectoliters). Available to access at https://www.statista.com/statistics/270275/worldwide-beer-production (Accessed 01 August 2023).
A. Hejna, Emergent Mater. 5, 765 (2022)
A.A. Muhammed, K. Thomas, B.H. Usama, Int. J. Sci. Technol. Res. 10(2), 23 (2015)
M. Tišma, B. Kulisic, G. Sakellaris, J. Hao, M. Planinić, Front. Bioeng. Biotechnol. 10, 870744 (2022)
V.B. Nguyen, T.H. Nguyen, A.D. Nguyen, T. Le, Y.H. Kuo, S.L. Wang, Res. Chem. Intermed. 45, 4829 (2019)
T.N. Tran, C.T. Doan, V.B. Nguyen, A.D. Nguyen, S.L. Wang, Res. Chem. Intermed. 45, 727 (2019)
S.L. Wang, H.T. Yu, M.H. Tsai, C.T. Doan, V.B. Nguyen, V.C. Do, A.D. Nguyen, Res. Chem. Intermed. 44, 4903 (2018)
S.L. Wang, Y.C. Su, V.B. Nguyen, A.D. Nguyen, Res. Chem. Intermed. 44, 4929 (2018)
C.H. Hsu, V.B. Nguyen, A.D. Nguyen, S.L. Wang, Res. Chem. Intermed. 44, 4597 (2018)
V.B. Nguyen, S.L. Wang, T.H. Nguyen, T.Q. Phan, T.H. Nguyen, T.H.T. Tran, M.D. Doan, V.A. Ngo, A.D. Nguyen, Fishes 8, 468 (2023)
A. Atim, E. Maurice, B. Ubong, A. Richard, O. Nkpa, R. Anitha, A. Anthony, B. Nsikak, E. Joseph, A. Sylvester, Prep. Biochem. Biotechnol.iotechnol. 53(6), 690 (2022)
LAR Silva, RA Santos, RS Mendonça, RFS Andrade, DM Rodríguez, TGM Campos. (2022), Res., Soc. Dev., 11, 9711427078
J. Grewal, W. Pyter, N. Joshi, L. Drewniak, K. Pranaw, Front. Microbiol. 13, 832918 (2022)
T.H. Nguyen, S.L. Wang, V.B. Nguyen, Agronomy 12, 3099 (2022)
N.A. El-Baky, A.A.A.F. Amara, J. Fungi 7(11), 900 (2021)
Y. Peng, S.J. Li, J. Yan, Y. Tang, J.P. Cheng, A.J. Gao, X. Yao, J.J. Ruan, B.L. Xu, Front. Microbiol. 12, 670135 (2021)
T.H. Nguyen, S.L. Wang, M.D. Doan, T.H. Nguyen, T.H.T. Tran, T.N. Tran, C.T. Doan, V.A. Ngo, N.D. Ho, V.C. Do, Agronomy 12, 41 (2022)
J.O. Oko, C. Abriba, J.A. Audu, N.A. Kutman, Q. Okeh, Int. J. Sci. Technol. Res. 4, 225 (2015)
S. Shibli, F. Siddique, S. Raza, Z. Ahsan, I. Raza, Pak. J. Agric. Sci. 32, 159 (2019)
M. Dubois, K.A. Gilles, J.K. Hamilton, P.A. Rebers, F. Smith, Anal. Chem. 28, 350 (1956)
G.L. Miller, Anal. Chem. 31, 426 (1959)
Y.H. Wei, W.C. Chen, J. Biosci. Bioeng. 99, 616 (2005)
V.B. Nguyen, D.N. Nguyen, A.D. Nguyen, V.A. Ngo, T.Q. Ton, C.T. Doan, T.P. Pham, T.P.H. Tran, S.L. Wang, Mar. Drugs 18, 523 (2020)
C. Sumathi, P.D. Mohana, S. Swarnalatha, M.G. Dinesh, G. Sekaran, Sci. World J. 4, 290327 (2014)
D.N. Nguyen, S.L. Wang, A.D. Nguyen, M.D. Doan, D.M. Tran, T.H. Nguyen, V.A. Ngo, C.T. Doan, T.N. Tran, V.C. Do, V.B. Nguyen, Agronomy 11, 1887 (2021)
N.Z. Mamadalieva, F.S. Youssef, H. Hussain, G. Zengin, A. Mollica, N.M. Al Musayeib, M.L. Ashour, B. Westermann, L.A. Wessjohann, Molecules 26, 6331 (2021)
A. Mollica, G. Zengin, S. Durdagi, R.E. Salmas, G. Macedonio, A. Stefanucci, M.P. Dimmito, E. Novellino, J. Biomol. Str. Dynam. 37, 726 (2019)
H. Li, Z. He, Q. Shen, W. Fan, G. Tan, Y. Zou, Q. Mei, Z. Qian, Molecules 26, 6111 (2021)
V.B. Nguyen, S.L. Wang, T.Q. Phan, M.D. Doan, T.K.P. Phan, T.K.T. Phan, T.H.T. Pham, A.D. Nguyen, Life 13, 1281 (2023)
V.B. Nguyen, S.L. Wang, T.Q. Phan, T.H.T. Pham, H.T. Huang, C.C. Liaw, A.D. Nguyen, Pharmaceuticals 16(5), 756 (2023)
J.A. Mokariya, R.C. Patel, D.P. Rajani, P.P. Manish, Res. Chem. Intermed. 49, 2933 (2023)
S.P. Khare, T.R. Deshmukh, S.V. Akolkar, J.N. Sangshetti, V.M. Khedkar, B.B. Shingate, Res. Chem. Intermed. 45, 5159 (2019)
K. Andrea, J. Anita, C. Nevena, H. Kristina, K. Vinko, M. Krešimir, Fermentation 6, 82 (2020)
E. Bravi, G.D. Francesco, V. Sileoni, G. Perretti, F. Galgano, O. Marconi, Antioxidants 10(2), 165 (2021)
T.H. Nguyen, S.L. Wang, D.N. Nguyen, A.D. Nguyen, T.H. Nguyen, M.D. Doan, V.A. Ngo, C.T. Doan, Y.H. Kuo, V.B. Nguyen, Molecules 26, 3138 (2021)
V.B. Nguyen, S.L. Wang, A.D. Nguyen, T.Q. Phan, K. Techato, S. Pradit, Fishes 6, 30 (2021)
L.T. Tran, K. Techato, V.B. Nguyen, S.L. Wang, A.D. Nguyen, T.Q. Phan, M.D. Doan, K. Phoungthong, Molecules 26(20), 6270 (2021)
J.M. Sura, J.K.L. Khalid, AIP Conf. Proc. 2213(1), 020027 (2020)
C.A. Aruldass, C.K. Venil, Z.A. Zakaria, W.A. Ahmad, Int. Biodeterior. Biodegrad. 95, 19 (2014)
Q. Fu, Y. Xiao, X. Duan, H. Huang, Z. Zhuang, J. Shen, Y. Pei, H. Xu, M. Gan, Adv. Biosci. Biotechnol. 10, 98 (2019)
R.K. Suryawanshi, C.D. Patil, H.P. Borase, B.K. Salunke, S.V. Patil, Appl. Biochem. Biotechnol. 173, 1209 (2014)
O. Hiroshi, Z. Sato, M. Sato, Y. Koiso, S. Iwasaki, M. Isaka, Jpn. J. Phytopathol. 64, 294 (1998)
I.G.R. Martha, H.M. Francisco, B.M. Ricardo, G.N. Karina, F.D. Michael, H.P. Graciela, World J. Microbiol. Biotechnol. 28(1), 145 (2012)
S. Nobutaka, N. Masami, H. Kazuyuki, H. Tadaaki, A. Katsumi, J. Gen. Plant Pathol. 67, 312 (2001)
Z. Alijani, J. Amini, M. Ashengroph, B. Bahman, J. Plant Growth Regul. 41, 585 (2022)
N.K. Papathoti, K. Mendam, B.H.S. Kanduri, W. Thepbandit, R. Sangpueak, C. Saengchan, N.H. Hoang, V.S. Megavath, M. Kurakula, T.T. Le, N. Buensanteai, Front. Mol. Biosci. 9, 1010603 (2022)
D Wang, G Wang, J Wang, H Zhai, X Xue. Front. Microbiol. 14 (2023)
N. Yakoby, I. Kobiler, A. Dinoor, D. Prusky, Appl. Environ. Microbiol. 66, 1026 (2000)
N. Bharathi, R.C. Nirmala, B. Vinothini, N. Kumaravadivel, Pharmacogn. Phytochem. 8(5), 1597 (2019)
T.P. Priyatno, F.D.A. Bakar, R.A. Redzuan, A.M.A. Murad, I. Manzila, AIP Conf. Proc. 2462, 060001 (2022)
Y. Ding, Y. Fang, J. Moreno, J. Ramanujam, J. Jarrell, M. Brylinski, Comput. Biol. Chem. 64, 403 (2016)
B.T.M. Chandra, S.S. Rajesh, B.V. Bhaskar, S. Devi, A. Rammohan, T. Sivaraman, W. Rajendra, RSC Adv. 7, 18277 (2017)