Influence of Krebs Cycle Acids on Clavine Alkaloid Production and Changes in Activity of Krebs and Glyoxylate Cycle Enzymes During Fermentation

Abstract

The shake-flask cultures of a Claviceps purpurea strain with high clavine-alkaloid production were investigated. At the early fermentation the Krebs cycle played a dominant role as an amphibolic pathway. The intensive alkaloid synthesis was preceded by a decrease of the Krebs cycle activity and significant rise of the glyoxylate bypass. Pyruvate entered the cell predominatly via glyoxylate bypass. 2-ketoglutarate, isocitrate, citrate, fumarate, malate, and succinate markedly stimulated the alkaloid synthesis. Catabolite repression is assumed to take inhibitory part in regulation of the alkaloid synthesis. Some Krebs cycle acids might participate in overcoming of influence of the catabolite repression. In Schüttelkultur wurde die Clavin-Synthese eines Claviceps-purpurea -Stammes mit intensiver Alkaloidsynthese untersucht. Zu Beginn der Fermentation hat der Krebszyklus erstrangige Bedeutung. Intensiver Alkaloidsynthese ging ein Rückgang der Aktivität des Krebszyklusses und eine Erhöhung der des Glyoxalatzyklusses voraus. Pyruvat tritt in die Zelle hauptsächlich über den Glyoxylatzyklus ein. 2-Ketoglutarat, Isozitrat, Zitrat, Fumarat, Malat und Sukzinat stimulieren die Alkaloidbildung. Die katabolische Repression spielt eine hemmende Rolle bei der Steuerung der Alkaloidsynthese. Einige Säuren des Krebszyklusses beteiligen sich an der Hemmung der katabolischen Repression bei der Alkaloidbildung.