Functional Study of Lysine Decarboxylases from Klebsiella pneumoniae in Escherichia coli and Application of Whole Cell Bioconversion for Cadaverine Production

2016 ◽  
Vol 26 (9) ◽  
pp. 1586-1592 ◽  
Author(s):  
Jung-Ho Kim ◽  
Hyun Joong Kim ◽  
Yong Hyun Kim ◽  
Jong Min Jeon ◽  
Hun Suk Song ◽  
...  
Polymers ◽  
2019 ◽  
Vol 11 (7) ◽  
pp. 1184 ◽  
Author(s):  
Kim ◽  
Baritugo ◽  
Oh ◽  
Kang ◽  
Jung ◽  
...  

Cadaverine is a C5 diamine monomer used for the production of bio-based polyamide 510. Cadaverine is produced by the decarboxylation of l-lysine using a lysine decarboxylase (LDC). In this study, we developed recombinant Escherichia coli strains for the expression of LDC from Hafnia alvei. The resulting recombinant XBHaLDC strain was used as a whole cell biocatalyst for the high-level bioconversion of l-lysine into cadaverine without the supplementation of isopropyl β-d-1-thiogalactopyranoside (IPTG) for the induction of protein expression and pyridoxal phosphate (PLP), a key cofactor for an LDC reaction. The comparison of results from enzyme characterization of E. coli and H. alvei LDC revealed that H. alvei LDC exhibited greater bioconversion ability than E. coli LDC due to higher levels of protein expression in all cellular fractions and a higher specific activity at 37 °C (1825 U/mg protein > 1003 U/mg protein). The recombinant XBHaLDC and XBEcLDC strains were constructed for the high-level production of cadaverine. Recombinant XBHaLDC produced a 1.3-fold higher titer of cadaverine (6.1 g/L) than the XBEcLDC strain (4.8 g/L) from 10 g/L of l-lysine. Furthermore, XBHaLDC, concentrated to an optical density (OD600) of 50, efficiently produced 136 g/L of cadaverine from 200 g/L of l-lysine (97% molar yield) via an IPTG- and PLP-free whole cell bioconversion reaction. Cadaverine synthesized via a whole cell biocatalyst reaction using XBHaLDC was purified to polymer grade, and purified cadaverine was successfully used for the synthesis of polyamide 510. In conclusion, an IPTG- and PLP-free whole cell bioconversion process of l-lysine into cadaverine, using recombinant XBHaLDC, was successfully utilized for the production of bio-based polyamide 510, which has physical and thermal properties similar to polyamide 510 synthesized from chemical-grade cadaverine.


2017 ◽  
Vol 7 (1) ◽  
Author(s):  
Junyoung Kim ◽  
Hyung-Min Seo ◽  
Shashi Kant Bhatia ◽  
Hun-Seok Song ◽  
Jung-Ho Kim ◽  
...  

2018 ◽  
Vol 42 ◽  
pp. 11-17 ◽  
Author(s):  
Weiliang Dong ◽  
Fenglian Zhao ◽  
Fengxue Xin ◽  
Aiyong He ◽  
Yue Zhang ◽  
...  

2021 ◽  
Vol 10 (1) ◽  
pp. 842-850
Author(s):  
Lisheng Xu ◽  
Furu Wu ◽  
Tingting Li ◽  
Xingtao Zhang ◽  
Qiong Chen ◽  
...  

Abstract l-Cysteine is widely used in food, medicine, and cosmetics. In this study, a recombinant Escherichia coli whole-cell system with tryptophan synthase was used to complete the biological transformation of l-serine to l-cysteine, and bioconversion of l-cysteine was investigated by tryptophan synthase. The biotransformation of l-cysteine was optimized by response surface methodology. The optimal conditions obtained are 0.13 mol·L−1 l-serine, 75 min, 130 W ultrasound operation, where the V max of tryptophan synthase is 25.27 ± 0.16 (mmol·h−1·(g-cells)−1). The V max of tryptophan synthase for the biosynthesis without ultrasound is 12.91 ± 0.34 (mmol·h−1·(g-cells)−1). Kinetic analysis of the recombinant Escherichia coli whole-cell system with tryptophan synthase also showed that under the ultrasound treatment, the K m values of l-cysteine biosynthesis increase from 1.342 ± 0.11 mM for the shaking biotransformation to 2.555 ± 0.13 mM for ultrasound operation. The yield of l-cysteine reached 91% after 75 min of treatment after 130 W ultrasound, which is 1.9-fold higher than no ultrasound.


Author(s):  
Karoline Cândido Francisco Teixeira ◽  
Luana Moretti dos Santos ◽  
Fabiano Goulart Azambuja

Introdução: As infecções orais, na Unidade de Terapia Intensiva (UTI), deveriam ser preocupações constantes dos profissionais da área da Saúde ali inseridos, devido às consequências que podem causar na saúde geral dos pacientes debilitados sistemicamente. A criação de um protocolo padrão de higiene oral é de suma importância para impedir ou tratar tais infecções, o que possibilita ao paciente conforto e qualidade de vida, devendo ser realizada por profissionais qualificados. Métodos: Foi realizado um estudo transversal e descritivo, cuja análise foi descritiva e se desenvolveu na Unidade de Terapia Intensiva de um hospital de alta complexidade no Sul do Brasil, no período de fevereiro de 2016 a fevereiro de 2017. A amostra total foi composta por 35 pacientes, com idade mínima de 18 anos, que estavam internados na UTI do referido hospital, portadores de prontuários e Termo de Consentimento Livre e Esclarecido. Resultados: Dentre os microrganismos achados nos exames laboratoriais dos pacientes, apresentaram-se em maior quantidade Klebsiella pneumoniae, Staphylococcus coagulase negativo e Escherichia coli. Apenas dois pacientes adquiriram o Acinetobacter baumannii. A maioria dos pacientes obtiveram bactérias gram-negativas presentes em sua microbiota oral. Conclusões: As bactérias patogênicas presentes no meio oral devem ser tratadas e erradicadas. Isso pode ser alcançado por meio de um protocolo padrão de higiene oral. A participação da Odontologia na equipe multidisciplinar no ambiente hospitalar é de fundamental importância para a indicação da terapêutica adequada.


2017 ◽  
Vol 1 (2) ◽  
pp. 48-60
Author(s):  
A.G. Salmanov ◽  
A.V. Rudenko

Мета роботи — вивчити резистентність до антибіотиків бактеріальних збудників інфекцій сечових шляхів (ІСШ), виділених у пацієнтів урологічного стаціонару в м. Києві. Матеріали і методи. Досліджено 1612 штамів бактерій, виділених із сечі хворих з ІСШ (цистит, уретрит, пієлонефрит), госпіталізованих в урологічне відділення ДУ «Інститут урології НАМН України» у м. Києві протягом 2016 р. Серед пацієнтів переважали жінки — 1201 (74,5 %). Вік хворих становив від 17 до 74 років. Для збору даних використано медичну документацію лікарні. Мікробіологічні дослідження виконано у лабораторії мікробіології ДУ «Інститут урології НАМН України». Аналізували результати культурального дослідження зразків сечі, зібраних за наявності клінічних ознак ІСШ. Дослідження клінічного матеріалу та інтерпретацію отриманих результатів проводили загальноприйнятими методами. Вивчено чутливість уропатогенів до 31 антибіотика дискодифузійним методом відповідно до рекомендацій Інституту клінічних та лабораторних стандартів США (Clinical and Laboratory Standards Institute (CLSI)). Результати та обговорення. Аналіз мікробного спектра сечі виявив домінування серед уропатогенів штамів Escherichia coli (32,0 %), Enterococcus faecalis (19,5 %), Klebsiella pneumoniae (10,9 %), Staphylococcus epidermidis (8,9 %), S. haemolyticus (6,5 %) та Pseudomonas aeruginosa (6,4 %). Частка Enterococcus faecium, Enterobacter aerogenes і Streptococcus viridans становила відповідно 2,5, 2,2 і 1,6 %, Enterobacter cloacae, Klebsiella oxytoca, Acinetobacter baumannii, Proteus vulgaris та Providencia rettgeri — менше 1,0 %. У більшості випадків (69,7 %) мікроорганізми виділено у монокультурі, у решті випадків — у мікробних асоціа- ціях. Високу резистентність до тестованих антибіотиків виявили штами E. aerogenes (45,1 %), E. cloacae (45,7 %), E. faecium (40,9 %), E. faecalis (40,7 %), E. coli (39,9 %), P. aeruginosa (34,0 %), K. pneumoniae (28,6 %). Найбільш активними до уропатогенів були іміпенем (E. coli — 87,6 %, P. aeruginosa — 75,7 %, E. cloacae — 67,3 %, E. aerogenes — 72,6 %, K. pneumoniae — 93,2 %), меропенем (E. coli — 89,1 %, P. aeruginosa — 76,7 %, K. pneumoniae — 82,6 %), лефлоцин (E. coli — 74,5 %, ентерококи — 78,7 %, P. aeruginosa — 76,7 %, E. cloacae — 73,9 %, E. aerogenes — 80,4 %, K. pneumoniae — 83,5 %), амоксицилін/клавуланат (ентерококи — 84,6 %), фурагін (ентерококи — 82,6 %), цефоперазон (K. pneumoniae — 89,2 %, P. aeruginosa — 73,8 %), цефтріаксон (K. pneumoniae — 80,1 %). Висновки. Антибіотикорезистентність збудників ІСШ — важлива терапевтична проблема. Найбільшою активністю до уропатогенів характеризуються іміпенем, меропенем, лефлоцин, амоксицилін/ клавуланат, фурагін, цефоперазон, цефтріаксон, які можна розглядати як препарат вибору для призначення стартової терапії ІСШ. Необхідно здійснювати постійний моніторинг за резистентністю до дії антибіотиків. Політику використання антибіотиків у кожному стаціонарі слід визначати залежно від локальних даних щодо резистентності до протимікробних препаратів.


2019 ◽  
Vol 17 (3) ◽  
pp. 140-148 ◽  
Author(s):  
A. Ouelhadj ◽  
L. Ait Salem ◽  
D. Djenane

Ce travail vise l’étude de l’activité antibactérienne de l’huile essentielle (HE) de Pelargoniumx asperum et de la bactériocine, la nisine seul et en combinaison vis-à-vis de six bactéries dont quatre sont multirésistantes d’origine clinique. L’activité antibactérienne in vitro a été évaluée par la méthode de diffusion sur gélose. La concentration minimale inhibitrice (CMI) est aussi déterminée pour HE. Les résultats ont révélé une activité antibactérienne significative exercée par HE visà-vis de Staphylococcus aureus (ATCC 43300), Staphylococcus aureus et Escherichia coli avec des diamètres d’inhibition de 36,00 ; 22,50 et 40,00 mm, respectivement. Cependant, l’HE de Pelargonium asperum a montré une activité antibactérienne supérieure par rapport à la nisine. Les valeurs des CMI rapportées dans cette étude sont comprises entre 1,98–3,96 μl/ml. Les combinaisons réalisées entre HE et la nisine ont montré un effet additif vis-à-vis de Escherichia coli (ATCC 25922) avec (50 % HE Pelargonium asperum + 50 % nisine). Par contre, nous avons enregistré une synergie vis-à-vis de Klebsiella pneumoniae avec (75 % HE Pelargonium asperum + 25 % nisine) et contre Pseudomonas aeruginosa avec les trois combinaisons testées. Les résultats obtenus permettent de dire que l’HE de Pelargonium asperum possède une activité antibactérienne ainsi que sa combinaison avec la nisine pourrait représenter une bonne alternative pour la lutte contre l’antibiorésistance.


Sign in / Sign up

Export Citation Format

Share Document