Biopolym. Cell. 2009; 25(4):266-271.
http://dx.doi.org/10.7124/bc.0007E5
Молекулярна та клітинна біотехнології
Редукція хромату та каротиносинтезувальна активність резистентних до селеніту мутантів дріжджів Xanthophyllomyces dendrorhous (Phaffia rhodozyma)
1, 2Нечай Г. І., 1Кшемінська Г. П., 2Колісник Г. В., 3Ґжондка М., 1, 3Гончар М. В.
  1. Інститут біології клітини НАН України
    вул. Драгоманова, 14/16, Львів, Україна, 79005
  2. Інститут біології тварин НААН
    вул. Стуса, 38, Львів, Україна, 79034
  3. Відділ біотехнології, факультет біотехнології, Університет Жешув
    Кольбушова, Польща

Abstract

Дріжджі P. rhodozymа є перспективними біопродуцентами, оскільки синтезують каротиноїдний пігмент астаксантин з високою антиоксидантною активністю. Мета роботи полягала у вивченні здатності резистентних до селеніту штамів редукувати сполуки хрому(VІ) і в аналізі взаємозв’язку між рівнем синтезу каротиноїдів, стійкістю до селеніту та редукуючими властивостями щодо хромату. Методи. Дріжджі вирощували за стандартних для даного виду умов. Вміст залишкового хромату в культуральній рідині визначали колориметрично дифенілкарбазидним методом. Кількість каротиноїдів виявляли екстракцією пігментів органічними розчинниками із попередньо пермеабілізованих клітин. Результати. Виділені селеніт-резистентні мутанти дріжджів P. rhodozymа проявили різні комбінації фенотипів за стійкістю/чутливістю до хромату і селеніту та здатністю до редукції хромату. Висновки. Одержані результати дають підставу припустити, що шляхи детоксикації хромату і селеніту у дріжджів P. rhodozyma є різними, хоча і здійснюються за однаковим редукційним типом. Мутантні штами можуть стати зручною моделлю для вивчення взаємозв’язку між гомеостазом оксіаніонів селену і хрому та біосинтезом каротиноїдів.
Keywords: хромат, редукція, селеніт, каротиноїди, Xanthophyllomyces dendrorhous (Phaffia rhodozyma)
Повний текст: (PDF, українською) (PDF, англійською)

References

[1] Cherest H., Davidian J., Thomas D., Benes V., Ansorge W., Surdin-Kerjan V. Molecular characterization of two high affinity sulfate transporters in Saccharomyces cerevisiae. Genetics. 1997; 145(3):627–635.
[2] Breton A., Surdin-Kerjan V. Sulfate uptake in Saccharomyces cerevisiae: biochemical and genetic study. J. Bacteriol. 1977; 132(1):224–232.
[3] Camargo F. A. O., Bento F. M., Okeke B. C., Frankenberger W. T. Chromate reduction by chromium-resistant bacteria isolated from soils contaminated with dichromate J. Environ. Qual 2003 32, N 4:1228–1233.
[4] Mabrouk M. E. M. Statistical optimization of medium components for chromate reduction by halophilic Streptomyces sp. MS-2. Afr. J. Microbiol. Res. 2008; 2:103–109.
[5] Baldi F., Vaghan A. M., Olson G. Chromium (VI)-resistant yeast isolated from a sewage treatment plant receiving tannery wastes. Appl. Environ Microbiol. 1990; 56(4):913–918.
[6] Ksheminska H. P., Honchar T. M., Gayda G. Z., Gonchar M. V. Extra-cellular chromate-reducing activity of the yeast cultures Cent. Eur. J. Biol 2006 1, N 1:137–149.
[7] Kaminska M., Solohub L. The carotenoproduced yeast Phaffia rhodozyma. Visnyk of L'viv Univ., Biology Series. 2004; 37:3–12.
[8] Higuera-Ciapara I., Felix-Valenzuela L., Goycoolea F. M. Astaxanthin: a review of its chemistry and applications Crit. Rev. Food. Sci. Nutr 2006 46, N 2:185–196.
[9] Verdoes J. C., Sandmann G., Visser H., Diaz M., Mossel M., Ooyen A. Metabolic engineering of the carotenoid biosynthetic pathway in the yeast Xanthophyllomyces dendrorhous (Phaffia rhodozyma) Appl. Environ Microbiol 2003 69, N 7:3728–3738.
[10] Han R., Tian Y., Wu Y., Wang P., Ai X., Zhang J., Skibsted L. Mechanism of radical cation formation from the excited states of zeaxanthin and astaxanthin in chloroform Photochem. Photobiol. 2006; 82, N 2:538–546.
[11] Park D., Park J. M., Yun Y. S. Mechanisms of the removal of hexavalent chromium by biomaterials or biomaterial-based activated carbons J. Hazard. Mater 2006 137, N 2:1254–1257.
[12] Nechai H. Isolation spontaneous mutants of carotene-synthesizing yeast Phaffia rhodozyma which are resistant to sodium selenite. Abstr. II Int. Conf. of Young Scientist «Biology: from molecular to biosphere» (19–21 Nov. 2007, Kharkiv) Kharkiv, 2007:386.
[13] Sedmak J. J., Weerasinghe D. K., Jolly S. O. Extraction and quantitation of astaxanthin from Phaffia rhodozyma. Biotech. Tech. 1990; 4(2):107–112.
[14] Rahman M. U., Gul S., Ul Haq M. Z. Reduction of chromium(VI) by locally isolated Pseudomonas sp. C-171. Turk. J. Biol. 2007; 31:161–166.
[15] Banszky L., Simonics T., Maraz A. Sulphate metabolism of selenate-resistant mutants Schizosaccharomyces pombe J. Gen. Appl. Microbiol 2003 49:271–278.
[16] Birringer M., Pilawa S., Flohe L. Trends in selenium biochemistry Nat. Prod. Rep 2002 19:693–718.
[17] Chaban L., Pokrovetcka O., Stenchuk M., Gonchar M. Isolation and physiological characterization of selenite-resistant mutants of the yeast Pichia guilliermondii. Visnyk of L'viv Univ., Biology Series. 2004; 34:92–99.
[18] Ksheminska H., Fedorovich D., Honchar T., Ivash M., Gonchar M. Yeast tolerance to chromium depends on extracellular chromate reduction and Cr(III)-chelation. Food Technol. Biotechnol. 2008; 46(4):420–427.
[19] Ni H., Chen Q., Ruan H., Yang Y., Li L., Wu G., Hu W., He G. Studies on optimization of nitrogen sources for astaxanthin production by Phaffia rhodozyma J. Zhejiang Univ. Sci. B 2007 8, N 5:365–370.
[20] Ksheminska H., Honchar T., Usatenko Yu., Gonchar M. Extra-cellular chromate-reducing activity of the yeast cultures Abstr. II Polish-Ukrain. Weigl Conf. «Microbiology in the XXI century» (24–26 Sept. 2007, Warsaw) Warsaw, 2007:240.
[21] Gayda G., Ksheminska H., Prokopiv T., Ivash M., Nechay G., Usatenko Y., Gonchar. M. Extra-cellular reduction in chromate detoxification by daker's and non-conventional yeasts: Study of the mechanisms of Cr(III)-biochelates generation and their characterization Abstr. XII Int. Congr. on Yeasts (11–15 Aug., 2008, Kyiv) Kyiv, 2008:197.