Abstract
Background. Prodigiosin is a red pigment produced as a secondary metabolite by Serratia marcescens , characterized with unique tripyrrole structure and exhibits such pharmacological characteristics as antitumor, antimicrobial, antioxidant, immunodepressant, and also used in various branches of biotechnology as a natural dye or marker of petroleum products. However, pigmentation is only present in a small percentage of isolated cultures among different S. marcescens strain, therefore, the effectiveness of biotechnological productivity is primarily determined by the producer strain, as well as the rational conditions for biosynthesis. Pigment production levels are strongly influenced by various factors, such as the set and ratio of the components of the culture medium (concentration of a particular substrate, C:N ratio) and cultivation conditions (temperature, pH). Besides, the use of relatively low-cost substrates is an important condition for reducing financial costs for the production of culture media and increasing the level of biosynthesis of the target product. Therefore, the determination of the influence of the culture medium for the strains of S. marcescens and the identification of the main factors contributing to the accumulation of the pigment prodigiosin to develop biotechnologies for the production of drugs for therapeutic purposes is relevant. Objective. The purpose of the paper is investigation of pigment-forming strain of S. marcescens under cultivation conditions on the surface of solid nutrient media, determination of biochemical features, and rational cultivation conditions that contribute to the accumulation of the pigment prodigiosin. Methods. The strain of S. marcescens isolated from the bentonite clays of Kurtsivskyi deposit (Crimea, Ukraine) was cultured in Petri dishes on solid nutrient media with different temperatures, pH, carbon and nitrogen sources. The influence of various values of the studied factors was established by the level of pigment accumulation, which was determined by the gravimetric method. The acidity of the nutrient medium was determined by the potentiometric method. Results. The influence of the initial pH values of solid nutrient medium, temperature, and various sources of carbon and nitrogen on the accumulation of pigment during the cultivation of the strain S. marcescens was studied. The temperature, pH, and compounds, sources of carbon and nitrogen, favorable for obtaining the pigment, were determined. Conclusions. It was found that the rational parameters for cultivation are the temperature +27–28 °C and the acidity of the nutrient medium of 6–7, and the best sources of carbon and nitrogen for prodigiosin accumulation are glycerin and peptone (as well as casein hydrolysate, yeast extract or ammonium (nitrate) inorganic compounds), respectively.
Highlights
Prodigiosin is a red pigment produced as a secondary metabolite by Serratia marcescens, characterized with unique tripyrrole structure and exhibits such pharmacological characteristics as antitumor, antimicrobial, antioxidant, immunodepressant, and used in various branches of biotechnology as a natural dye or marker of petroleum products
Однак пігментація спостерігається лише у невеликого відсотка ізольованих культур серед різних штамів S. marcescens, тому ефективність біотехнологічної продуктивності визначається насамперед штамом-продуцентом, а також раціональними умовами біосинтезу
It was found that the rational parameters for cultivation are the temperature +27–28 C and the acidity of the nutrient medium of 6–7, and the best sources of carbon and nitrogen for prodigiosin accumulation are glycerin and peptone (as well as casein hydrolysate, yeast extract or ammonium (nitrate) inorganic compounds), respectively
Summary
Тому визначення впливу середовища культивування для штамів S. marcescens та виявлення основних факторів, які сприяють накопиченню пігменту продігіозину, з метою розробки біотехнологій отримання препаратів лікувально-профілактичного призначення є актуальним. Дослідження пігментоутворюючого штаму S. marcescens в умовах культивування на поверхні твердих живильних середовищ, визначення біохімічних особливостей і раціональних умов культивування, що сприяють накопиченню пігменту продігіозину. Вивчено вплив вихідних значень рН твердого живильного середовища, температури та різних джерел карбону і нітрогену на накопичення пігменту при культивуванні штаму S. marcescens. Встановлено, що раціональними параметрами для культивування є температура +27–28 С і кислотність живильного середовища на рівні 6–7, а найкращими для накопичення продігіозину джерелами карбону та нітрогену є гліцерин і пептон (а також гідролізат казеїну, дріжджовий екстракт або амонійні (нітратні) неорганічні сполуки) відповідно. Метою представленої роботи було дослідження бентонітового штаму S. marcescens в умовах культивування на поверхні твердих живильних середовищ, визначення біохімічних особливостей та раціональних умов середовища, що сприяють накопиченню пігменту. – оцінити можливість отримання продігіозину на поверхні твердих природних і синтетичних середовищ у чашках Петрі
Sign-in/Register to view highlights & summary Sign-in/Register to access full text options 
Talk to us
Join us for a 30 min session where you can share your feedback and ask us any queries you have
Schedule a callDisclaimer: All third-party content on this website/platform is and will remain the property of their respective owners and is provided on "as is" basis without any warranties, express or implied. Use of third-party content does not indicate any affiliation, sponsorship with or endorsement by them. Any references to third-party content is to identify the corresponding services and shall be considered fair use under The CopyrightLaw.
