--

19(1)2024

Biểu hiện, tinh chế Pediocin tái tổ hợp từ nấm men Pichia pastoris X33::ped và thử ứng dụng bảo quản tôm


Tác giả - Nơi làm việc:
Nguyễn Phạm Anh Thư - Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, Thành phố Hồ Chí Minh Đại học Quốc gia Thành phố Hồ Chí Minh, Thành phố Hồ Chí Minh , Việt Nam
Đặng Thị Phương Thảo - Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, Thành phố Hồ Chí Minh Đại học Quốc gia Thành phố Hồ Chí Minh, Thành phố Hồ Chí Minh , Việt Nam
Nguyễn Hiếu Nghĩa - Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, Thành phố Hồ Chí Minh Đại học Quốc gia Thành phố Hồ Chí Minh, Thành phố Hồ Chí Minh , Việt Nam
Tác giả liên hệ, Email: Nguyễn Hiếu Nghĩa - nghnghia@hcmus.edu.vn
Ngày nộp: 27-07-2023
Ngày duyệt đăng: 21-08-2023
Ngày xuất bản: 27-03-2024

Tóm tắt
Pediocin là một bacteriocin có kích thước 4.6 kDa, thể hiện hoạt tính kháng khuẩn mạnh trên Listeria monocytogenes và nhiều chủng Gram dương khác. Nhằm thu nhận pediocin với hiệu quả và độ tinh sạch cao cho mục tiêu ứng dụng trong bảo quản thực phẩm, trong nghiên cứu này chúng tôi tiến hành biểu hiện pediocin tái tổ hợp từ nấm men Pichia pastoris X33::ped; tinh chế và thử ứng dụng pediocin để bảo quản tôm. Kết quả thực nghiệm cho thấy 1% là nồng độ methanol cảm ứng chủng P. pastoris X33::ped biểu hiện pediocin tốt nhất. Pediocin tái tổ hợp đã được biểu hiện thành công từ P. pastoris X33::ped sau 72 giờ nuôi cấy trên môi trường BSM với đơn vị hoạt tính của dịch nuôi cấy là 6,400 AU/mL. Quy trình tinh chế pediocin trên cột SP-FF được thiết lập thành công với tốc độ nạp mẫu 155.9 cm/h. Pediocin thu nhận được có độ tinh sạch là 91.7%, lượng pediocin thu nhận được từ 1L dịch nuôi cấy đạt 11.0mg. Pediocin tái tổ hợp thu được có khả năng bảo quản tôm ở 4°C trong 07 ngày. Các kết quả của nghiên cứu này là nền tảng khoa học khẳng định tiềm năng sản xuất pediocin tái tổ hợp từ nấm men P. pastoris X33::ped và ứng dụng trong bảo quản thực phẩm.

Từ khóa
bacteriocin; Listeria monocytogenes; Pediocin PA-1; Pichia pastoris X33

Toàn văn:
PDF

Trích dẫn:

Nguyen, T. P. A., Dang, T. T. P., & Nguyen, N. H. (2024). Biểu hiện, tinh chế Pediocin tái tổ hợp từ nấm men Pichia pastoris X33::ped và thử ứng dụng bảo quản tôm [Expression, purification and application of recombinant Pediocin from Pichia pastoris X33::ped in shrimp preservation trial]. Tạp chí Khoa học Đại học Mở Thành phố Hồ Chí Minh – Kỹ thuật và Công nghệ, 19(1), 3-13. doi:10.46223/HCMCOUJS.tech.vi.19.1.2878.2024


Tài liệu tham khảo

Beaulieu, L., Groleau, D., Miguez, C. B., Jetté, J. F., Aomari, H., & Subirade, M. (2005). Production of pediocin PA-1 in the methylotrophic yeast Pichia pastoris reveals unexpected inhibition of its biological activity due to the presence of collagen-like material. Protein Expression and Purification, 43(2), 111-125. doi:10.1016/j.pep.2005.05.012


Chakrabarty, A. M., & Fialho, A. M. (2019). Prospective therapeutic applications of bacteriocins as anticancer agents. In L. F. Coelho (Ed.), Microbial infections and cancer therapy (pp. 356-358). New York, NY: CRC Press.


Dang, T. T. P., Nguyen, T. T. M., Nguyen, N. H., Tran, T. L. T., & Nguyen, T. P. A. (2021). Recombinant Pichia pastoris strain and method for producing active pediocin PA-1. U.S. Patent Application No. 16/237,684. Truy cập ngày 27/05/2023 tại https://patents.google.com/patent/US11807856B2/en?oq=16%2f237%2c684


Hellwig, S., Emde, F., Raven, N. P. G., Henke, M., van der Logt, P., & Fischer, R. (2001). Analysis of single-chain antibody production in Pichia pastoris using on-line methanol control in fed-batch and mixed-feed fermentations. Biotechnology and Bioengineering, 74(4), 344-352. doi:10.1002/bit.1125


Henderson, J. T., Chopko, A. L., & van Wassenaar, P. D. (1992). Purification and primary structure of pediocin PA-1 produced by Pediococcus acidilactici PAC-1.0. Archives of Biochemistry and Biophysics, 295(1), 5-12. doi:10.1016/0003-9861(92)90480-K


Jahic, M., Gustavsson, M., Jansen, A. K., Martinelle, M., & Enfors, S. O. (2003). Analysis and control of proteolysis of a fusion protein in Pichia pastoris fed-batch processes. Journal of Biotechnology, 102(1), 45-53. doi:10.1016/S0168-1656(03)00003-8


Jones, E., Salin, V., & Williams, G. W. (2005). Nisin market study phase I: Current commercial bacteriocin market characteristics. Texas, TX: Texas A&M University.


Khatri, N. K., & Hoffmann, F. (2006). Impact of methanol concentration on secreted protein production in oxygen-limited cultures of recombinant Pichia pastoris. Biotechnology and Bioengineering, 93(5), 871-879. doi:10.1002/bit.20773


López-Cuellar, M. del R., Rodríguez-Hernández, A. I., & Chavarría-Hernández, N. (2016). LAB bacteriocin applications in the last decade. Biotechnology & Biotechnological Equipment, 30(6), 1039-1050. doi:10.1080/13102818.2016.1232605


Moon, G. S., Pyun, Y. R., & Kim, W. J. (2005). Characterization of the pediocin operon of Pediococcus acidilactici K10 and expression of his-tagged recombinant pediocin PA-1 in Escherichia coli. Journal of Microbiology and Biotechnology, 15(2), 403-411.


Moon, G. S., Pyun, Y. R., & Kim, W. J. (2006). Expression and purification of a fusion-typed pediocin PA-1 in Escherichia coli and recovery of biologically active pediocin PA-1. International Journal of Food Microbiology, 108(1), 136-140. doi:10.1016/j.ijfoodmicro.2005.10.019


Narsaiah, K., Wilson, R. A., Gokul, K., Mandge, H. M., Jha, S. N., Bhadwal, S., … Vij, S. (2015). Effect of bacteriocin-incorporated alginate coating on shelf-life of minimally processed papaya (Carica papaya L.). Postharvest Biology and Technology, 100(2014), 212-218. doi:10.1016/j.postharvbio.2014.10.003


Niamah, A. K. (2018). Structure, mode of action and application of pediocin natural antimicrobial food preservative: A review. Basrah Journal of Agricultural Sciences, 31(1), 59-69. doi:10.37077/25200860.2018.76


Pucci, M. J., Vedamuthu, E. R., Kunka, B. S., & Vandenbergh, P. A. (1988). Inhibition of Listeria monocytogenes by using bacteriocin PA-1 produced by Pediococcus acidilactici PAC 1.0. Applied and Environmental Microbiology, 54(10), 2349-2353. doi:10.1128/aem.54.10.2349-2353.1988


Schlyter, J. H., Glass, K. A., Loeffelholz, J., Degnan, A. J., & Luchansky, J. B. (1993). The effects of diacetate with nitrite, lactate, or pediocin on the viability of Listeria monocytegenes in turkey slurries. International Journal of Food Microbiology, 19(4), 271-281.


Schoeman, H., Vivier, M. A., du Toit, M., Dicks, L. M. T., & Pretorius, I. S. (1999). The development of bactericidal yeast strains by expressing the Pediococcus acidilactici pediocin gene (pedA) in Saccharomyces cerevisiae. Yeast, 15(8), 647-656. doi:10.1002/(SICI)1097-0061(19990615)15:8<647::AID-YEA409>3.0.CO;2-5


Viện Tiêu chuẩn chất lượng Việt Nam. (1994). TCVN 5835-1994: Ôm thịt đông lạnh IQF xuất khẩu [TCVN 5835-1994: IQF frozen meat for export]. Truy cập ngày 27/05/2023 tại https://tieuchuan.vsqi.gov.vn/tieuchuan/view?sohieu=TCVN+5835%3A1994


Viện Tiêu chuẩn chất lượng Việt Nam. (2013). TCVN 9977:2013: Thực phẩm - định lượng tổng vi sinh vật hiếu khí bằng phương pháp sử dụng đĩa đếm petrifilmTM [TCVN 9977:2013: Food - quantification of total aerobic microorganisms using the PetrifilmTM counting plate method]. Truy cập ngày 27/05/2023 tại https://tieuchuan.vsqi.gov.vn/tieuchuan/view?%20sohieu=TCVN+9977%3A2013


Villarante, K. I., Elegado, F. B., Iwatani, S., Zendo, T., Sonomoto, K., & de Guzman, E. E. (2011). Purification, characterization and in vitro cytotoxicity of the bacteriocin from Pediococcus acidilactici K2a2-3 against human colon adenocarcinoma (HT29) and human cervical carcinoma (HeLa) cells. World Journal of Microbiology and Biotechnology, 27(4), 975-980. doi:10.1007/s11274-010-0541-1


Yousef, A. E., Luchansky, J. B., Degnan, A. J., & Doyle, M. P. (1991). Behavior of Listeria monocytogenes in wiener exudates in the presence of Pediococcus acidilactici H or pediocin AcH during storage at 4 or 25 degrees C. Applied and Environmental Microbiology, 57(5), 1461-1467. doi:10.1128/aem.57.5.1461-1467.1991


Zhang, Y., Liu, R., & Wu, X. (2007). The proteolytic systems and heterologous proteins degradation in the methylotrophic yeastPichia pastoris. Annals of Microbiology, 57(4), 553-560. doi:10.1007/BF03175354



DOI: https://doi.org/10.46223/HCMCOUJS.tech.vi.19.1.2878.2024
Creative Commons License
© The Author(s) 2024. This is an open access publication under CC BY NC licence.