Optimization of glycinebetaine production under salt stress by unicellular cyanobacterium Synechococcus sp. MH 393765

Authors

  • Rutairat Suttisuwan Division of Biology, Department of Science, Faculty of Science and Technology, Rajamangala University of Technology Krungthep, Bangkok, Thailand
  • Petch Suthiporn Division of Biology, Department of Science, Faculty of Science and Technology, Rajamangala University of Technology Krungthep, Bangkok, Thailand

Keywords:

Salt stress, Glycinebetain, Choline, Choline dehydrogenase, Betaine aldehydedehydrogenase

Abstract

This research aims to study the level of NaCl and choline on glycinebetain production and the activity of Betaine aldehyde dehydrogenase and choline dehydrogenase on salt stress condition of Synechococcus sp. It was found that the activity of choline dehydrogenase and activity of Betaine aldehyde dehydrogenase of Synechococcus sp. was enhanced when the choline was added in medium and cultured growth for 9 days. However, the concentration of choline at 50 mM did not increase the glycinebetain. The optimum concentration of choline was 20 mM of choline using the addition of NaCl medium for 0.5 M to accumulate amount of glycinebetaine of 1,986.786 + 187.839 ug/mL. The highest activity of choline dehydrogenase was 4.65 + 0.07 U/mg protein while the highest activity of betaine aldehyde dehydrogenase was 4.99 + 0.02 U/mg protein. The results of this study indicated that high level of NaCl and choline was not affect to increase the accumulation of glycinebetaine.

References

Wei D, Feiyan L, Yangkai D, et al. Exploring the photosynthetic production capacity of sucrose by cyanobacteria. Metab Eng. 2013; 19:17-25.

Ivanov A-G, Sane P-V, Simidjiev I, et al. 2012. Restricted capacity for PSI-dependent cyclic electron flow in petE mutant compromises the ability for acclimation to iron stress in Synechococcus sp. PCC 7942 cells. Biochimica et Biophysica Acta. 2012; 1817:1277-1284.

Sabine F, Jana H, Arne S, et al. Analysis of stress responses in the cyanobacterial strains Synechococcus sp. PCC 7942, Synechocystis sp. PCC 6803, and Synechococcus sp. PCC 7418; Osmolyte accumulation and stress protein synthesis. J Plant Physiol. 1999; 154:240-249.

Zwart F-J, Slow S, Payne R-J, et al. Glycine betaine and glycine betaine analogues in common foods. Food Chem. 2003; 83:197-204.

Keller M-D, Kiene R-P, Matrai P-A et al. Production of glycine betaine and dimethylsulfoniopropionate in marine phytoplankton.I. Batch culture. Mar Biol. 1999; 135:237- 248.

Incharoensakdi A, Karnchanatat A. Salt stress enhances choline uptake in the halotolerant cyanobacterium Aphanothece halophytica. Biochem Biophys Acta. 2003; 1621:102-109.

Vonshak A, Torzillo G, Tomaseli L. Use of chlorophyll fluorescence to estimate the effect of photoinhibition in outdoor cultures of Spirulina platensis. J Phycol. 1994; 6:31-34.

Bradford M-M. A rapid and sensitive method for the quantitation of microgram quantities of protein utilizing the principle of protein-dye binding. Anal Biochem. 1979; 72:248-254.

Grieve C-M, Grattan S-R. Rapid assay for determination of water soluble quaternary ammonium compounds. Plant Soil. 1983; 70:303-307.

Fan L-L, Masters B-S-S. Properties of purified kidney microsomal NADPH-cytochrome c reductase. Arch Biochem Biophys. 1974; 165:665-671.

Pan S-M, Moreau Y-C, Huang A-H-C. Betaine accumulation and betaine aldehyde dehydrogenase in spinach leaves. Plant Physiol. 1981; 67:1105-1108.

Nobuo K, Takashi H, Yoshito T, et al. Effect of overexpression of Escherichia coli kat E and bet genes on the tolerance for salt stress in a fresh water cyanobacterium Synechococcus sp. PCC 7942. Plant Sci. 2000; 159:281-288.

Neelam M, Ajay K. Effect of salt stress on proline metabolism in two high yielding genotypes of green gram. Plant Sci. 2005; 169:331-339.

Martin H. Molecular biology of cyanobacterial salt acclimation. FEMS Microbiol Rev. 2011; 35:87-123.

Tony C, Norio M. Enhancement of tolerance of abiotic stress by metabolic enginerring of betaines and other compatible solutes. Curr Opin Plant Biol. 2002; 5(3):250-257

Downloads

Published

2021-06-25

How to Cite

[1]
R. Suttisuwan and P. . Suthiporn, “Optimization of glycinebetaine production under salt stress by unicellular cyanobacterium Synechococcus sp. MH 393765”, UTK RESEARCH JOURNAL, vol. 15, no. 1, pp. 110–121, Jun. 2021.

Issue

Vol. 15 No. 1 (2021): January - June 2021

Section

Research Articles

License

กองบรรณาธิการวารสารวิชาการ มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีราชมงคลกรุงเทพ มีความยินดีที่จะรับบทความจากอาจารย์ นักวิจัย นักวิชาการทั้งภายในและภายนอกมหาวิทยาลัย ในสาขาวิชาวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี ได้แก่ สาขาวิชาวิทยาศาสตร์ วิศวกรรมศาสตร์ และสาขาอื่นๆ ที่เกี่ยวข้อง  รวมถึงสาขาต่างๆ ที่มีการบูรณาการข้ามศาสตร์ที่เกี่ยวข้องวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี ที่เขียนเป็นภาษาไทยหรือภาษาอังกฤษ ซึ่งผลงานวิชาการที่ส่งมาขอตีพิมพ์ต้องไม่เคยเผยแพร่ในสิ่งพิมพ์อื่นใดมาก่อน และต้องไม่อยู่ในระหว่างการพิจารณาของวารสารอื่น

การละเมิดลิขสิทธิ์ถือเป็นความรับผิดชอบของผู้ส่งบทความโดยตรง บทความที่ได้รับการตีพิมพ์ต้องผ่านการพิจารณากลั่นกรองคุณภาพจากผู้ทรงคุณวุฒิและได้รับความเห็นชอบจากกองบรรณาธิการ

ข้อความที่ปรากฏอยู่ในแต่ละบทความที่ตีพิมพ์ในวารสารวิชาการเล่มนี้ เป็นความคิดเห็นส่วนตัวของผู้เขียนแต่ละท่าน ไม่เกี่ยวข้องกับมหาวิทยาลัยเทคโนโลยีราชมงคลกรุงเทพแต่อย่างใด ความรับผิดชอบด้านเนื้อหาและการตรวจร่างบทความแต่ละบทความเป็นของผู้เขียนแต่ละท่าน หากมีความผิดพลาดใดๆ ผู้เขียนแต่ละท่านจะต้องรับผิดชอบบทความของตนเองแต่ผู้เดียว

กองบรรณาธิการขอสงวนสิทธิ์มิให้นำเนื้อหา หรือข้อคิดเห็นใดๆ ของบทความในวารสารวิชาการ มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีราชมงคลกรุงเทพ ไปเผยแพร่ก่อนได้รับอนุญาตจากกองบรรณาธิการ อย่างเป็นลายลักษณ์อักษร ผลงานที่ได้รับการตีพิมพ์ถือเป็นลิขสิทธิ์ของวารสาร