Effects of precursors on kitasamycin production in streptomyces kitasatoensis / Efeitos dos precursores na produção de kitasamicina em Streptomyces kitasatoensis

ABSTRACT

To improve kitasamycin biosynthesis by Streptomyces kitasatoensis Z-7, the addition of two precursors, sodium acetate and ethyl acetate, to the fermentation medium was evaluated. Ethyl acetate was the most effective precursor compared with control conditions; In a 15-L fermentor, the kitasamycin titer was 21% higher when 0.48% ethyl acetate was added compared to control conditions. Content of the A5 component increased by 5.1%, and the A4 content decreased slightly compared to that of the control. During kitasamycin synthesis, intracellular and extracellular concentrations of acetic acid were higher for S. kitasatoensis Z-7 supplemented with ethyl acetate than for the non-supplemented strain, and the activities of acyl-CoA synthetases, acyl-phosphotransferases, and acyl-kinases were also significantly increased, suggesting that increased acetyl-CoA levels can explain the high kitasamycin titer. These findings may improve the industrial-scale production of kitasamycin for clinical use, and the addition of 0.48% ethyl acetate as precursors in the medium at the beginning of cultivation was a new method to mitigate the negative influence on the cell growth of excess precursor.

RESUMO

Para melhorar a biossíntese de kitasamicina por Streptomyces kitasatoensis Z-7, a adição de dois precursores, acetato de sódio e acetato de etila, ao meio de fermentação foi avaliada. O acetato de etila foi o precursor mais efetivo em comparação com as condições de controle; Em um fermentador de 15 L, o título de kitasamicina foi 21% maior quando 0,48% de acetato de etila foi adicionado em comparação com as condições de controle. O conteúdo do componente A5 aumentou 5,1%, e o conteúdo A4 diminuiu ligeiramente em comparação com o do controle. Durante a síntese de kitasamicina, as concentrações intracelulares e extracelulares de ácido acético foram maiores para S. kitasatoensis Z-7 suplementado com acetato de etila do que para a cepa não suplementada, e as atividades de acil-CoA sintetases, acil-fosfotransferases e acil-cinases também foram significativamente aumentadas, sugerindo que níveis aumentados de acetil-CoA podem explicar o alto título de kitasamicina. Esses achados podem melhorar a produção em escala industrial da kitasamicina para uso clínico, e a adição de 0,48% de acetato de etila como precursores no meio no início do cultivo foi um novo método para mitigar a influência negativa no crescimento celular do excesso de precursor.