E. coli w pqq+ ve e. coli w pqq+vgb+ rekombinant suşları kullanılarak sentetik ortamda glukonik asit üretimi

Bu çalışmada, bir TUBİTAK (117R003) Projesinde yapılan çalışmalarla elde edilen iki farklı E. coli W rekombinant suşu kullanılarak glikoz bazlı besiyerinden glukonik asit üretim özellikleri araştırılmıştır. E. Coli W pqq + vgb- suşu yalnızca heterolog PQQ genine sahipken, E. Coli W pqq+ vgb+ suşu, PQQ geninin yanı sıra vitrocilla hemoglobin genine sahiptir. Placket-Burman (PB) deneysel tasarım tekniği kullanılarak glukonik asit üretimi için önemli besiyeri bileşenlerini belirlemeye yönelik çalışmaların sonuçları, her iki suş için glikozun yanı sıra önemli bileşenlerin Na2HPO4, maya ekstraktı, CaCO3 olduğunu göstermiştir. Bu ortam bileşenlerinin miktarını optimize etmek için Merkezi Bileşik Tasarım (MKD) yöntemi kullanılarak ikinci bir deneysel tasarım çalışması yapılmıştır. Her iki suş için optimum ortam bileşen konsantrasyonları 150 g/L glikoz, 1,5 g/L Na2HPO4, 7,5 g/L maya ekstraktı ve 30 g/L CaCO3 olarak belirlendi. Erlen çalışmalarında, 30℃ sıcaklık ve 200 rpm çalkalama hızı koşullarında optimize edilmiş ortam kompozisyonu için her iki suş için maksimum glukonik asit konsantrasyonları yaklaşık 150 g/L olarak belirlenmiştir. Optimize edilmiş ortam bileşimi için 30℃ sıcaklık, 650 d/dk karıştırma hızı, 3 L/dak hava besleme koşulları altında bazı biyoreaktör deneyleri gerçekleştirildi. Biyoreaktör çalışmasının sonuçları, glukonik asit fermentasyonunun her iki suş için yaklaşık 32 saat içinde tamamlandığını gösterdi. Bu nedenle biyoreaktördeki fermantasyon işleminin erlen çalışmalarına göre yaklaşık 4,5 kat daha hızlı olduğu söylenebilir. Sonuç olarak, E. coli W'dan elde edilen rekombinant suşların, A. niger gibi klasik mikroorganizmalarla karşılaştırıldığında yüksek verimlilik ve hızlı fermantasyon gibi önemli avantajlara sahip olduğu söylenebilir.