Penentuan enzim pengehad kadar bagi biosintesis lipid dalam yis oleaginus Yarrowia lipolytica ATCC 20362

Abstract

Yarrowia lipolytica merupakan sejenis yis oleaginus yang mampu menghasilkan sekurang-kurangnya 20% lipid (g/g biojisim). Biosintesis asid lemak bagi kebanyakan mikrob oleaginus dikawal atur oleh enzim malik (ME) dengan membekalkan NADPH kepada asid lemak sintase (FAS) semasa lipogenesis. ME Y. lipolytica didapati tidak mempunyai peranan yang sedemikian dan ia dicadangkan bahawa terdapat enzim lain yang mengawal atur biosintesis tersebut. Maka, kajian ini bertujuan untuk mengenal pasti enzim yang berperanan sebagai enzim pengawal atur dalam proses biosintesis lipid Y. lipolytica ATCC® 20362™. Y. lipolytica dikulturkan dalam medium YSM pada nisbah C/N bersamaan 60 g/L glukosa:0.5 g/L nitrogen selama 120 jam. Profil pertumbuhan menunjukkan sumber nitrogen dihabiskan pada jam ke-24 dan jumlah lipid tertinggi yang terhasil adalah 15.97% g/g biojisim pada jam ke-120. Ini mencadangkan bahawa strain ini bukanlah penghasil lipid tinggi. Profil asid sitrik pula menunjukkan aras yang rendah sepanjang 120 jam pengkulturan, iaitu sebanyak 3.03 g/L, mencadangkan bahawa Y. lipolytica ATCC® 20362™ ini juga bukan penghasil asid sitrik yang signifikan. Profil aktiviti enzim lipogenik dan pewarnaan aktiviti enzim lipogenik pada gel elektroforesis natif (10%) juga telah dilakukan. Hasil menunjukkan bahawa aktiviti enzim-enzim lipogenik seperti FAS, ATP-sitrat liase (ACL), glukosa-6-fosfat dehidrogenase (G-6-PDH), 6-fosfoglukonat dehidrogenase (6-PGDH) dan isositrat dehidrogenase (ICDH) kekal tinggi sepanjang pengkulturan dan tidak selari dengan profil pengumpulan lipid, ditambah lagi dengan penghasilan lipid yang rendah. Manakala, ME pula menunjukkan aktiviti enzim yang sangat rendah sepanjang 120 jam pengkulturan. Tiada enzim yang menunjukkan peranan jelas dalam pengawalaturan biosintesis lipid. Oleh itu, NAD+:ICDH yang merupakan enzim terlibat dalam langkah awal pencetus biosintesis lipid ditulenseparakan dan pencirian kinetik NAD+:ICDH dilakukan. Kajian kinetik NAD+:ICDH menunjukkan keafinan yang tinggi terhadap isositrat dengan KM = 3.98 mM, manakala KM terhadap α-ketoglutarat ialah 13.15 mM. Kesimpulannya, enzim-enzim lipogenik yang dikaji ini tidak menunjukkan peranan yang signifikan terhadap biosintesis lipid bagi Y. lipolytica ATCC® 20362™ dan ini menjelaskan pengumpulan lipid yang rendah, iaitu 15.97% g/g biojisim dalam strain ini. Kajian lanjutan, termasuk kejuruteraan metabolik dan genetik, penulenan penuh enzim lipogenik ataupun kajian dari segi -omik, disyorkan untuk memperoleh pemahaman yang lebih komprehensif tentang biosintesis lipid.