See veebileht kasutab küpsiseid kasutaja sessiooni andmete hoidmiseks. Veebilehe kasutamisega nõustute ETISe kasutustingimustega. Loe rohkem
Olen nõus
"Eesti Teadusfondi uurimistoetus (ETF)" projekt ETF7323
ETF7323 "Keskkonnatingimuste mõju glutatiooni akumulatsioonile ja ainevahetusele Saccharomyces cerevisiae rakkudes (1.01.2008−31.12.2011)", Ildar Nisamedtinov, Tallinna Tehnikaülikool, Keemia ja materjalitehnoloogia teaduskond.
ETF7323
Keskkonnatingimuste mõju glutatiooni akumulatsioonile ja ainevahetusele Saccharomyces cerevisiae rakkudes
Effect of environmental conditions on glutathione accumulation and metabolism in Saccharomyces cerevisiae cells
1.01.2008
31.12.2011
Teadus- ja arendusprojekt
Eesti Teadusfondi uurimistoetus (ETF)
ETIS klassifikaatorAlamvaldkondCERCS klassifikaatorFrascati Manual’i klassifikaatorProtsent
4. Loodusteadused ja tehnika4.16. Biotehnoloogia (loodusteadused ja tehnika)T490 Biotehnoloogia 2.3. Teised tehnika- ja inseneriteadused (keemiatehnika, lennundustehnika, mehaanika, metallurgia, materjaliteadus ning teised seotud erialad: puidutehnoloogia, geodeesia, tööstuskeemia, toiduainete tehnoloogia, süsteemianalüüs, metallurgia, mäendus, tekstiilitehnoloogia ja teised seotud teadused).50,0
1. Bio- ja keskkonnateadused1.2. MikrobioloogiaB230 Mikrobioloogia, bakterioloogia, viroloogia, mükoloogia 1.5. Bioteadused (bioloogia, botaanika, bakterioloogia, mikrobioloogia, zooloogia, entomoloogia, geneetika, biokeemia, biofüüsika jt50,0
PerioodSumma
01.01.2008−31.12.2008300 000,00 EEK (19 173,49 EUR)
01.01.2009−31.12.2009288 000,00 EEK (18 406,55 EUR)
01.01.2010−31.12.2010261 792,00 EEK (16 731,56 EUR)
01.01.2011−31.12.201116 731,60 EUR
71 043,20 EUR

Glutatioon (GSH, L-?-glutamüül-L-tsüsteinüül-glütsiin) on bioloogiliselt oluline tioolühend, mida leidub enamikes rakkudes ning mis tänu oma antioksüdatiivsete omadustele on huvipakkuvaks ühendiks toiduainete- ja biotehnoloogias. Näiteks on GSH rikastatud pärm S. cerevisiae odavaks ja väärtuslikuks orgaanilise glutatiooni allikaks mitmetes toidulisandites. Samuti on GSH laialt kasutusel orgaanilise jahuparendajana või veinide valmistamisel, kus see väldib kinoonide oksüdatsiooni ning sellest tulenevaid aroomi ja värviomaduste muutusi. GMO-de kasutamine toiduainetetööstuses nõuab põhjalikku ja kulukat riskianalüüsi ning ohutuse hindamist (sealhulgas loomkatseid võimalike toksiliste ja allergeensete kõrvalmõjude kindlakstegemiseks), mistõttu ei eelistata neid kasutada toidu tootmise protsessides. Kõik see loob vajaduse kasutada kõrge GSH sisaldusega pärmi tootmiseks mitte-GMO protsesse. Kuigi GSH ainevahetuse kohta pärmi rakus on avaldatud rohkelt informatsiooni genoomi ja transkriptoomi tasemel, siis GSH sünteesi, lagundamise ja redoksseisundi regulatsioon erinevatel keskkonnatingimustel on pigem teadmata. Vähe on uuritud seda, kuidas mõjutavad mitmesugused keskkonnatingimused (näiteks toitainete ja prekursor-aminohapete limitatsioon, kasvutemperatuurid, kõrgemad hapniku kontsentratsioonid jne) ja raku füsioloogilised faktorid (näiteks spetsiifiline kasvukiirus, rakutsükkel jne) GSH akumuleerumist pärmi rakus süsteemi tasandil (s.t geenoomi, transkriptoomi ja proteoomi tasandil) ning kuivõrd, optimeerides kultiveerimistingimusi, on võimalik tõsta GSH sisaldust pärmirakkudes. Käesoleva projekti peamine eesmärk on: kasutades kaasaegseid pidevkultiveerimismeetodite edasiarendusi ja raku metaboloomi analüüsi koos 13C-impulssmärgistega, uurida GSH ainevahetust pärmi rakus süsteemi tasandil vastusena erinevatele keskkonnastressidele; seejuures keskendutakse nii staatilise kui ka dünaamilise ainevahetusmudeli väljaarendamisele, mida oleks võimalik kasutada S. cerevisiae kõrge biomassi tihedusega kultiveerimisprotsesside optimeerimisel nimetatud keskkonnatingimustes, saavutamaks kõrget ja püsivat GSH akumuleerumist rakkudes.
Glutahione (GSH, L-?-glutamyl-L-cysteinyl glycine), the most abundant thiol compound in most cells on Earth has attracted a lot of interest by several fields of food and biotechnology, mainly because of its antioxidative properties. For example, GSH enriched yeast S. cerevisiae is a cheap and highly valued source of organic GSH in several food-additives. Thus, it is widely used in baking as the organic dough relaxing agent or in wine maturation process where it avoids quinone oxidation and thus prevents the negative color and flavor changes in wines. Using recombinant-DNA microorganisms for food production processes requires thorough and expensive safety assessments (including animal tests for potential toxicological and allergenic side effects) and thus are not preferred to be used in food manufacturing processes. This all creates the need for using non-GMO processes for production of yeast with high glutathione content. Although there is an abundance of information available about the transcriptional regulation of GSH metabolism, knowledge about post-translational regulation of GSH synthesis, turnover and redox state in response to different environmental conditions is abscent. The question remains, how is GSH synthesis, turnover and redox status regulated on a system level, i.e. under the influence of many different environmental and physiological factors, such as the specific growth rate, nutrient (including amino acid cofactors) deprivation, cell cycle, temperature, higher oxygen and ethanol concentrations etc. This is especially important as many of the genes participating in GSH metabolism have been reported to be regulated by some of these factors. The major goal of this project is: to use controlled cultivation techniques and metabolome analysis, coupled with 13C impulse labeling to understand the fundamentals of GSH metabolism on a systems level in response to different environmental conditions and stress, with a focus on developing both static and dynamic metabolic models to be used for optimizing high cell density cultivation process of S. cerevisiae to obtain high and consistent accumulation of GSH.