ΠΑΝΔΠΗΣΖΜΗΟ ΠΑΣΡΧΝ ΣΜΖΜΑ ΒΗΟΛΟΓΗΑ ΣΟΜΔΑ ΓΔΝΔΣΗΚΖ, ΒΗΟΛΟΓΗΑ ΚΤΣΣΑΡΟΤ & ΑΝΑΠΣΤΞΖ

Transcript

1 ΠΑΝΔΠΗΣΖΜΗΟ ΠΑΣΡΧΝ ΣΜΖΜΑ ΒΗΟΛΟΓΗΑ ΣΟΜΔΑ ΓΔΝΔΣΗΚΖ, ΒΗΟΛΟΓΗΑ ΚΤΣΣΑΡΟΤ & ΑΝΑΠΣΤΞΖ Μεηααμθζζιυξ ηδξ βθοηενυθδξ ζηδ γφιδ Yarrowia lipolytica ηαζ πνμμπηζηέξ ακάπηολδξ κέςκ αζμδζενβαζζχκ ΓΗΓΑΚΣΟΡΗΚΖ ΓΗΑΣΡΗΒΖ ΆΝΝΑ ΜΑΚΡΖ ΒΗΟΛΟΓΟ ΠΑΣΡΑ, Ηνύληνο 2011

2 ΔΓΚΡΗΖ Σα ιέθδ ηδξ Δπηαιεθμφξ Δλεηαζηζηήξ Δπζηνμπήξ Γδιήηνζμξ Βαβεκάξ Καεδβδηήξ Π.Η. Νζηυθαμξ Γδιυπμοθμξ Καεδβδηήξ Π.Π. Άκκα - Δζνήκδ Κμφηημο Ακαπθδνχηνζα Καεδβήηνζα Π.Η. Γενάζζιμξ Λοιπενάημξ Καεδβδηήξ Π.Π. Φακή Μακηγμονίδμο Λέηημναξ Α.Π.Θ. εναθείι Παπακζημθάμο Δπίημονμξ Καεδβδηήξ Γ.Π.Α. Ο Δπζαθέπςκ Καεδβδηήξ Γεχνβζμξ Αββεθήξ Καεδβδηήξ Π.Π.

3 Ζ έβηνζζδ ηδξ δζαηνζαήξ βζα ηδκ απυηηδζδ Γζδαηημνζηήξ Γζαηνζαήξ απυ ημ Σιήια Βζμθμβίαξ ημο Πακεπζζηδιίμο Παηνχκ δεκ οπμδδθχκεζ ηδκ απμδμπή ηςκ βκςιχκ ημο ζοββναθέα. Ν. 5343/1932, άνενμ 202

4 ΠΡΟΛΟΓΟ ΔΤΥΑΡΗΣΗΔ Ζ πανμφζα δζδαηημνζηή δζαηνζαή εηπμκήεδηε ζημ ενβαζηήνζμ Μζηνμαζμθμβίαξ ημο Σιήιαημξ Βζμθμβίαξ ημο Πακεπζζηδιίμο Παηνχκ. Θα ήεεθα κα εοπανζζηήζς εενιά ηάπμζμοξ ακενχπμοξ πμο ιε αμήεδζακ, χζηε κα θένς εζξ πέναξ ημ ένβμ πμο ιμο ακαηέεδηε ηαζ κα ανίζημιαζ ζήιενα ζηδκ εοπάνζζηδ εέζδ κα πανμοζζάγς ηδ δμοθεζά ιμο. Ανπζηά εα ήεεθα κα εοπανζζηήζς ημκ εζζδβδηή ηαζ δάζηαθυ ιμο η. Γζχνβμ Αββεθή, Καεδβδηή ημο Πακεπζζηδιίμο Παηνχκ, βζα ηδκ επμζημδμιδηζηή ζοκενβαζία, βζα ηδ αμήεεζά ημο ζε υθα ηα επίπεδα δζεηπεναίςζδξ ηδξ δζαηνζαήξ ηαζ βζα ηδκ ειπζζημζφκδ πμο ιμο έδεζλε. Δπίζδξ, εα ήεεθα κα εοπανζζηήζς ημκ η. εναθείι Παπακζημθάμο, Δπίημονμ Καεδβδηή ημο Γεςπμκζημφ Πακεπζζηδιίμο Αεδκχκ βζα ηζξ οπμδείλεζξ ημο ηαζ ηζξ παναηδνήζεζξ ημο, μζ μπμίεξ οπήνλακ πμθφηζιεξ ηαζ ημκ η. Γενάζζιμ Λοιπενάημ, Καεδβδηή ημο Πακεπζζηδιίμο Παηνχκ βζα ηδ ζοιιεημπή ημο ζηδκ ηνζιεθή επζηνμπή. Δοπανζζηίεξ εα ήεεθα επίζδξ κα απεοεφκς πνμξ ημοξ η. Γδιήηνζμ Βαβεκά, Καεδβδηή ημο Πακεπζζηδιίμο Ηςακκίκςκ, η. Νζηυθαμ Γδιυπμοθμ, Καεδβδηή ημο Πακεπζζηδιίμο Παηνχκ, η. Άκκα Δζνήκδ Κμφηημο, Ακαπθδνχηνζα Καεδβήηνζα ημο Πακεπζζηδιίμο Ηςακκίκςκ ηαζ η. Φακή Μακηγμονίδμο, Λέηημνα ημο Πακεπζζηδιίμο Θεζζαθμκίηδξ, βζα ηδ ζοιιεημπή ημοξ ζηδκ ελεηαζηζηή επζηνμπή. Δπίζδξ, εοπανζζηχ ημκ η. Υνήζημ Γεςνβίμο, Καεδβδηή ημο Πακεπζζηδιίμο Παηνχκ, μ μπμίμξ ανπζηά οπήνλε ιέθμξ ηδξ ηνζιεθμφξ επζηνμπήξ, βζα ηδ ζοκενβαζία ημο. Δπίζδξ, εα ήεεθα κα εοπανζζηήζς ημ Πακεπζζηήιζμ Παηνχκ βζα ηδ πμνήβδζδ ηδξ οπμηνμθίαξ ιεηαπηοπζαηχκ ζπμοδχκ ιέζς ημο Πνμβνάιιαημξ Βαζζηήξ Ένεοκαξ «Κ. Καναεεμδςνή» ηαζ ημ Πνυβναιια Κμζκμηζηήξ Πνςημαμοθίαξ INTERREG IIIA ΔΛΛΑΓΑ - ΗΣΑΛΗΑ ιε Δπζζηδιμκζηυ οπεφεοκμ ημκ η. Καεδβδηή Γενάζζιμ Λοιπενάημ, βζα ηδ πνδιαημδυηδζδ ιένμοξ ηδξ ενεοκδηζηήξ ενβαζίαξ. Ηδζαίηενα εοπανζζηχ ημκ Γν. ηοθζακυ Φάηα βζα ηζξ ζοιαμοθέξ ημο ηαζ βζα ηδ ηαεμδήβδζή ημο ζημ λεηίκδια ηςκ ενεοκδηζηχκ ιμο πνμζπαεεζχκ. Ζ αμήεεζα ημο ήηακ ηαηαθοηζηή βζα ηδ δζεηπεναίςζδ ηδξ δζδαηημνζηήξ δζαηνζαήξ. Έκα εενιυ εοπανζζηχ μθείθς ζημκ Γν. Ακηχκδ Κμοαέθα, ζημκ η. Ακδνέα Γζακκυπμοθμ ηαζ ζηδκ ιεηαπηοπζαηή θμζηήηνζα η. ηαιαηία Μπέθθμο βζα ηδκ

5 μοζζαζηζηή οπμζηήνζλδ ηαζ δζεοηυθοκζδ πμο ιμο πανείπακ ζε υθδ ηδ δζάνηεζα ηςκ πεζναιάηςκ. Δπίζδξ εα ήεεθα επίζδξ κα εοπανζζηήζς ηδ ιεηαπηοπζαηή θμζηήηνζα η. Μανία Μπίνημο ηαζ ημοξ θμζηδηέξ Άκκα Μμοζηυβζακκδ ηαζ Κχζηα Μίπμ βζα ηδ ζοκενβαζία ημοξ. Δπζπθέμκ, έκα ιεβάθμ εοπανζζηχ μθείθς ζηα παθαζυηενα ιέθδ ημο ενβαζηδνίμο: η. Μανία Μαζημνίδμο, η. Μανία Μαονμιάηδ, η. Παναζηεοή Μοζηνζχηδ, η. Grace Onjaro, η. Κχζηα Παπαηνέπα, η. Γεςνβία Ρμφκδ, η. Μανία Σζεθεπή ηαζ η. Γεςνβία Σζμοιπεθή. Δπίζδξ, εα ήεεθα κα εοπανζζηήζς υθμοξ ημοξ θίθμοξ ιμο πμο ιμο πνμζέθενακ απθυπενα ζηήνζλδ ηαζ αμήεεζα ηαεχξ ηαζ ηα παζδζά απυ ηα ενβαζηήνζα ημο Σιήιαημξ Βζμθμβίαξ, βζα υζεξ θμνέξ πνεζάζηδηα ηδ αμήεεζα ημοξ. Ηδζαίηενα εα ήεεθα κα εοπανζζηήζς ηζξ θίθεξ ιμο, Έθεκα ηαζ Κάθζα, βζα ηδ ζοιπανάζηαζδ ηαζ ηδκ ηαηακυδζή ημοξ. Σέθμξ, ημ ιεβαθφηενμ εοπανζζηχ ημ μθείθς ζηδκ μζημβέκεζα ιμο, ημοξ βμκείξ ιμο, Πακαβζχηδ ηαζ Δοηοπία, ηδκ αδεθθή ιμο Όθζα ηαζ ημκ Υνήζημ, βζα ηδκ οπένιεηνδ ζοιπανάζηαζδ ηαζ ζηήνζλδ πμο ιμο πανείπακ. Ζ ηαηακυδζδ ηαζ δ ειπζζημζφκδ ηςκ ηεθεοηαίςκ θεζημφνβδζε ςξ ηζκδηήνζα δφκαιδ βζα κα μθμηθδνςεεί αοηή δ ενβαζία. ημοξ ηεθεοηαίμοξ εα ήεεθα κα αθζενχζς ηδκ ενβαζία αοηή...

6 Πενζεπυιεκα ΠΔΡΗΔΥΟΜΔΝΑ ΠΔΡΗΛΖΦΖ ABSTRACT ΔΗΑΓΧΓΖ Αμηνπνίεζε ηεο γιπθεξόιεο κέζω βηνηερλνινγηθώλ δηεξγαζηώλ Μεηαβνιηζκόο ηεο γιπθεξόιεο Μεηαθμνά ηδξ βθοηενυθδξ ζημ ιζηνμαζαηυ ηφηηανμ Καηααμθζζιυξ ηδξ βθοηενυθδξ Ακααμθζηέξ δζενβαζίεξ Ρόινο ηωλ ιηπηδίωλ ζην κηθξνβηαθό θύηηαξν Βηνζύλζεζε κηθξνβηαθώλ ιηπηδίωλ ζηνπο ειαηνγόλνπο κηθξννξγαληζκνύο Βζμζφκεεζδ θζπανχκ μλέςκ ζημοξ εθαζμβυκμοξ ιζηνμμνβακζζιμφξ Βζμζφκεεζδ βθοηενζδίςκ Βζμζφκεεζδ ζθζββμθζπζδίςκ Βζμζφκεεζδ ζηενμθχκ Φπζηνινγία θαη βηνρεκεία ειαηνγόλωλ κηθξννξγαληζκώλ Βηνηερλνινγία ειαηνγόλωλ κηθξννξγαληζκώλ πζηήκαηα θαιιηέξγεηαο ειαηνγόλωλ κηθξννξγαληζκώλ Ζ δύκε Yarrowia lipolytica θνπόο ηεο δηδαθηνξηθήο δηαηξηβήο ΤΛΗΚΑ ΚΑΗ ΜΔΘΟΓΟΗ Βηνινγηθό πιηθό Θξεπηηθά πιηθά πλζήθεο θαιιηέξγεηαο Καθθζένβεζα ζε θζάθεξ Καθθζένβεζα ζε αζμακηζδναζηήνα δζαθείπμκημξ ένβμο (Batch culture) Καθθζένβεζα ζε ζφζηδια ζοκεπμφξ θεζημονβίαξ (Continuous culture) Υεκηθέο αλαιύζεηο θαη πξνζδηνξηζκνί Πμζμηζηυξ πνμζδζμνζζιυξ αζμιάγαξ

7 Πενζεπυιεκα q O Πνμζδζμνζζιυξ DO ηαζ εζδζημφ νοειμφ ηαηακάθςζδξ μλοβυκμο ( 2 ) Πμζμηζηυξ πνμζδζμνζζιυξ ζυκηςκ αιιςκίμο (ΝΖ 4 + ) Πμζμηζηυξ πνμζδζμνζζιυξ βθοηενυθδξ Πμζμηζηυξ πνμζδζμνζζιυξ ηζηνζημφ μλέμξ Πμζμηζηυξ πνμζδζμνζζιυξ εκδμηοηηανζηχκ θζπζδίςκ Ακάθοζδ ηςκ θζπζδίςκ ιε πνςιαημβναθία ζηήθδξ ηαζ παναθααή ηςκ θζπζδζαηχκ ηθαζιάηςκ Ακάθοζδ θζπζδζαηχκ ηθάζεςκ ηςκ μοδεηένςκ θζπζδίςκ NL ιε πνςιαημβναθία θεπηήξ ζηζαάδμξ (Thin Layer Chromatography TLC) Μεεοθεζηενμπμίδζδ Ακάθοζδ ζε αένζμ πνςιαημβνάθo GC Ακάθοζδ θζπζδζαηχκ ηθάζεςκ ηςκ θςζθμθζπζδίςκ P ιε οβνή πνςιαημβναθία ορδθήξ απυδμζδξ (HPLC) Παναθααή εκδμηοηηανζημφ εηποθίζιαημξ ηαζ πνμεημζιαζία βζα ηδ ιέηνδζδ ηςκ εκγοιζηχκ εκενβμηήηςκ Γζαδζηαζία απμιυκςζδξ ιζημπμκδνίςκ ηαζ πνμεημζιαζία βζα ηδ ιέηνδζδ ηδξ εκγοιζηήξ εκενβυηδηαξ ηδξ NADP+ ελανηχιεκδξ ζζμηζηνζηήξ αθοδνμβμκάζδξ (NADP+ ICDH) Πνμζδζμνζζιυξ εκενβυηδηαξ αθοδνμβμκάζδξ ηδξ βθοηενυθδξ (G DH, EC ) Πνμζδζμνζζιυξ εκενβυηδηαξ ηδξ NAD + ελανηχιεκδξ αθοδνμβμκάζδξ ηδξ 3 Ρ βθοηενυθδξ (NAD + G 3 P DH, EC ) Πνμζδζμνζζιυξ εκενβυηδηαξ ηδξ FAD+ ελανηχιεκδξ αθοδνμβμκάζδξ ηδξ 3 Ρ βθοηενυθδξ (FAD+ G 3 P DH, EC ) Πνμζδζμνζζιυξ εκενβυηδηαξ ηδξ ηζκάζδξ ηδξ βθοηενυθδξ (GK, EC ) Πνμζδζμνζζιυξ εκενβυηδηαξ ηδξ NAD + ελανηχιεκδξ ζζμηζηνζηήξ αθοδνμβμκάζδξ (NAD + ICDH, EC ) Πνμζδζμνζζιυξ εκενβυηδηαξ ηδξ NADP+ ICDH (EC ) Πνμζδζμνζζιυξ εκενβυηδηαξ ηδξ ATP:ηζηνζηήξ θοάζδξ (ΑΣP:CL, EC ) Πνμζδζμνζζιυξ εκενβυηδηαξ ημο ιδθζημφ εκγφιμο (ME, EC ) Πμζμηζηυξ πνμζδζμνζζιυξ ηςκ πνςηεσκχκ Μμνθμθμβζηέξ ιεθέηεξ ΑΠΟΣΔΛΔΜΑΣΑ Πξνθαηαξθηηθά πεηξάκαηα ζε θωληθέο θηάιεο θαη ζε βηναληηδξαζηήξα Καθθζένβεζα εθαζμβυκςκ γοιχκ ζε ενεπηζηά οθζηά ιε πδβή άκεναηα ηαζ εκένβεζαξ βθοηενυθδ Δπίδναζδ αολδηζηχκ παναβυκηςκ ζηδκ αφλδζδ ηδξ γφιδξ Y. lipolytica Πνμηαηανηηζηά πεζνάιαηα ζε αζμακηζδναζηήνα Αύμεζε θαη θπζηνινγία ηεο δύκεο Y. lipolytica ACA DC ζε βηναληηδξαζηήξα δηαιείπνληνο έξγνπ... 80

8 Πενζεπυιεκα Κζκδηζηή αφλδζδξ ζε ηθεζζηέξ ηαθθζένβεζεξ ιε ανπζηή ζοβηέκηνςζδ βθοηενυθδξ 30 g/l Κζκδηζηή αφλδζδξ ζε ηθεζζηέξ ηαθθζένβεζεξ ιε ανπζηή ζοβηέκηνςζδ βθοηενυθδξ 100 g/l Φάζεζξ αφλδζδξ, ιμνθμθμβία ηαζ πμζμηζηά δεδμιέκα ηςκ ηαθθζενβεζχκ ηδξ Y. lipolytica Δκγοιζηέξ εκενβυηδηεξ βζα ηδκ αθμιμίςζδ ηδξ βθοηενυθδξ ηαζ ηδ ιεηαηνμπή ηδξ ζε ηζηνζηυ μλφ ηαζ θζπίδζα φζηαζδ ηςκ θζπζδίςκ ηαηά ηδ δζάνηεζα ηδξ αφλδζδξ ηδξ Y. lipolytica επί βθοηενυθδξ Γπλακηθή αύμεζεο θαη θπζηνινγία ηεο δύκεο Y. lipolytica ACA DC ζε θαηαζηάζεηο δπλακηθήο ηζνξξνπίαο Αφλδζδ ηδξ γφιδξ Y. lipolytica ηαζ ζφζηαζδ ηςκ θζπζδίςκ ηαηά ηδκ ηαθθζένβεζά ηδξ ζε διζ ζοκεεηζηά ενεπηζηά οθζηά Αφλδζδ ηδξ γφιδξ Y. lipolytica, ιεηααμθζηέξ δναζηδνζυηδηεξ ηαζ ζφζηαζδ ηςκ θζπζδίςκ ηαηά ηδκ ηαθθζένβεζα ζε ενεπηζηυ οθζηυ πενζμνζζηζηυ ζε άγςημ Μεθέηδ ηδξ επίδναζδξ ηδξ ζοβηέκηνςζδξ ημο DO ζηδκ αφλδζδ ηδξ γφιδξ Y. lipolytica ΤΕΖΣΖΖ ΤΜΠΔΡΑΜΑΣΑ ΒΗΒΛΗΟΓΡΑΦΗΑ ΠΑΡΑΡΣΖΜΑ

9 Πενίθδρδ ΠΔΡΗΛΖΦΖ Μεθεηήεδηε μ ιεηααμθζζιυξ ηδξ βθοηενυθδξ ζηδ γφιδ Yarrowia lipolytica ACA DC ιε έιθαζδ ζηδ ιεηαηνμπή ηδξ ζε θζπίδζα ηαζ ηζηνζηυ μλφ, ιεηααμθζηά πνμσυκηα πμο πανμοζζάγμοκ ζδζαίηενμ εκδζαθένμκ βζα ηδ αζμηεπκμθμβία. ε ηαθθζένβεζεξ πμο πναβιαημπμζήεδηακ ζε αζμακηζδναζηήνα δζαθείπμκημξ ένβμο, επί πμθθαπθχξ πενζμνζζηζημφ ιέζμο, δζαπζζηχεδηε δ φπανλδ ηνζχκ δζαηνζηχκ θάζεςκ αφλδζδξ πμο παναηηδνίγμκηαζ απυ ζδζαίηενα ιμνθμθμβζηά ηαζ αζμπδιζηά παναηηδνζζηζηά: δ θάζδ αζμζφκεεζδξ ηοηηανζηήξ ιάγαξ (ηαηά ηδκ μπμία ζοκηέεδηακ 4 4,5 g/l αζμιάγαξ), δ εθαζμβυκμξ θάζδ (ηαηά ηδκ μπμία πναβιαημπμζήεδηε ζοζζχνεοζδ θζπζδίςκ 20 22% wt/wt επί λδνήξ αζμιάγαξ, 90% wt/wt ηςκ μπμίςκ ήηακ μοδέηενα) ηαζ δ θάζδ παναβςβήξ ηζηνζημφ μλέμξ (ηαηά ηδκ μπμία εηηνίεδηακ ζημ πενζαάθθμκ ηδξ αφλδζδξ g/l ηζηνζημφ μλέμξ). Καηά ηδ δζάνηεζα ηςκ ακςηένς θάζεςκ δ γφιδ δζήθεε απυ δζάθμνα ιμνθμθμβζηά ζηάδζα: ιζηνμφ ιήημοξ αθδεή ιοηήθζα ηαζ ρεοδμιοηήθζα πμο ηονζάνπδζακ ηςκ ηοηηάνςκ γφιδξ ηαηά ηδ θάζδ αζμζφκεεζδξ ηοηηανζηήξ ιάγαξ, εοιεβέεδ ηφηηανα ηαηά ηδ θάζδ ηδξ εθαζμβέκεζδξ ηαζ ιζηνμφ ιεβέεμοξ ηφηηανα γφιδξ ηαηά ηδ θάζδ παναβςβήξ ηζηνζημφ μλέμξ. Ζ βθοηενυθδ δζαπενκά ηδκ ηοηηανμπθαζιαηζηή ιειανάκδ ιε δζεοημθοκυιεκδ δζάποζδ ηαζ ηαηααμθίγεηαζ ιέζς ηςκ ακηζδνάζεςκ ηδξ ηζκάζδξ ηδξ βθοηενυθδξ GK ηαζ ηδξ NAD + ελανηχιεκδξ αθοδνμβμκάζδξ ηδξ 3 P βθοηενυθδξ. Σδκ ορδθή εκενβυηδηα ηδξ NAD + ελανηχιεκδξ ζζμηζηνζηήξ αθοδνμβμκάζδξ (NAD + ICDH) ηαηά ηδ δζάνηεζα ηδξ θάζδξ αζμζφκεεζδξ ηοηηανζηήξ ιάγαξ δζαδέπεδηε ζδιακηζηή πηχζδ ηδξ εκενβυηδηάξ ηδξ, επάβμκηαξ ηδ θζπμβέκεζδ. Απνυζιεκδ απμδυιδζδ ηςκ απμεειαηζηχκ (μοδέηενςκ) θζπζδίςκ ηαζ ζδιακηζηή αζμζφκεεζδ βθοημθζπζδίςκ, ζθζββμθζπζδίςκ ηαζ θςζθμθζπζδίςκ Ρ παναηδνήεδηε ηαηά ηδ δζάνηεζα ηδξ θάζδξ παναβςβήξ ηζηνζημφ μλέμξ, θάζδ ηαηά ηδκ μπμία δ εκενβυηδηα ηδξ GK είπε ιεζςεεί ζδιακηζηά εκχ δ εκενβυηδηα ηδξ NAD + ICDH είπε ζπεδυκ ιδδεκζζηεί. Σμ εθασηυ μλφ ήηακ ημ ηονζυηενμ θζπανυ μλφ εκχ δ θςζθαηζδοθπμθίκδ PC ημ ηφνζμ Ρ. ε ζοκεπέξ ζφζηδια ηαθθζένβεζαξ επί ενεπηζημφ οθζημφ πενζμνζζηζημφ ζε άγςημ, αζμζοκηέεδηακ πενζμνζζιέκεξ ιυκμ πμζυηδηεξ θζπζδίςκ (~10% wt/wt, επί ηδξ λδνήξ αζμιάγαξ), βεβμκυξ πμο ιπμνεί απμδμεεί ζημ υηζ δεκ οπήνπε ιζα πενζμπή ημο

10 Πενίθδρδ εζδζημφ νοειμφ αναίςζδξ (D, h 1 ) ζηδκ μπμία ηα έκγοια ηθεζδζά πμο ειπθέημκηαζ ζηδ θζπμβέκεζδ (υπςξ δ ΑΣΡ:ηζηνζηή θοάζδ ATP:CL ηαζ ημ ιδθζηυ έκγοιμ ME) κα πανμοζζάγμοκ ζοβπνυκςξ ορδθέξ εκενβυηδηεξ, εκχ δ εκενβυηδηα ηδξ NAD + ICDH ιεζχεδηε, υπζ υιςξ ζδιακηζηά, ζημοξ παιδθμφξ D. Ζ εκενβυηδηα ηδξ ATP:CL παναηηδνίζηδηε απυ ορδθέξ ηζιέξ ( Units/mg DW) ζε D 0,033 h 1 εκχ μζ ιέβζζηεξ ηζιέξ εκενβυηδηαξ ημο ME (650 Units/mg DW) ειθακίζηδηακ ζε D=0,104 h 1. Σα θζπίδζα ηδξ γφιδξ ήηακ πενζζζυηενμ αηυνεζηα ζε εκδζάιεζεξ ηζιέξ D. ε υθμοξ ημοξ D δ θςζθαηζδοθαζεακμθαιίκδ PE, δ θςζθαηζδοθζκμζζηυθδ PI ηαζ δ PC ακηζπνμζςπεφμοκ ηζξ ηονζυηενεξ ηθάζεζξ ηςκ Ρ. Όζμκ αθμνά ηδ ιμνθμθμβία ηδξ γφιδξ, ανέεδηε υηζ ζε D<0,055 h 1 επζηναημφζακ αθδεή ιοηήθζα ηαζ ρεοδμιοηήθζα εκχ ζε D 0,055 h 1 παναηδνήεδηακ ιυκμ ηφηηανα γφιδξ. ε πεζνάιαηα πμο πναβιαημπμζήεδηακ επί ενεπηζημφ οθζημφ πενζμνζζηζημφ ζε άγςημ, ζε D=0,026 h 1, ζε δζαθμνεηζηέξ ζοβηεκηνχζεζξ δζαθοιέκμο μλοβυκμο DO παναηδνήεδηε αολδιέκμ πμζμζηυ ημο ηθάζιαημξ ηςκ Ρ επί ηςκ μθζηχκ θζπζδίςκ ζηζξ αηναίεξ ζε ηζιέξ DO ( 70% ηαζ 7%). Ακελάνηδηα ηςκ ηζιχκ DO δ PC ήηακ δ ηθάζδ ιε ημ ιεβαθφηενμ πμζμζηυ, αημθμοεμφιεκδ απυ ηδκ PI ηαζ PE. Δζδζηυηενα ημ πμζμζηυ ηδξ ΡΔ πανμοζζάζηδηε ζδζαίηενα αολδιέκμ ζε εκδζάιεζεξ ηζιέξ DO (20% ηαζ 30%). ε DΟ 50% επζηναημφζακ αθδεή ιοηήθζα ηαζ ρεοδμιοηήθζα εκχ ζε DΟ 50% ειθακίζηδηακ ζηδκ ηαθθζένβεζα πενζζζυηενα ηφηηανα γφιδξ. ε πεζνάιαηα πμο πναβιαημπμζήεδηακ ζε D=0,026 h 1 ανέεδηε υηζ μ πενζμνζζιυξ ηδξ αφλδζδξ απυ ζπκμζημζπεία υπςξ ημ ιαβκήζζμ ηαζ ημ αζαέζηζμ ηα μπμία ειπθέημκηαζ ζε πμθθαπθέξ ηοηηανζηέξ θεζημονβίεξ, είπακ δοζιεκή επίδναζδ ζηδ θοζζμθμβία ηδξ γφιδξ, ςζηυζμ δ ζφζηαζδ ηςκ θζπζδίςκ ζε θζπανά μλέα δεκ επδνεάζηδηε απυ ηδ θφζδ ημο πενζμνζζηζημφ βζα ηδκ αφλδζδ πανάβμκηα. Ζ πανμφζα δζδαηημνζηή δζαηνζαή θζθμδμλεί κα ζοιαάθεζ ζηδ ιεθέηδ ηδξ θοζζμθμβίαξ ηςκ εθαζμβυκςκ ιζηνμμνβακζζιχκ ηαζ ζηδ πνήζδ ηδξ βθοηενυθδξ ςξ οπμζηνχιαημξ ζε ιεθθμκηζηέξ αζμηεπκμθμβζηέξ εθανιμβέξ.

11 Abstract ABSTRACT In this thesis the metabolism of glycerol in Yarrowia lipolytica ACA DC 50109, with emphasis on glycerol conversion into value added biotechnological products, such as single cell oils and citric acid, was studied. The growth of Y. lipolytica was studied in bioreactor batch cultures in multiple limited medium and three distinct phases were identified during growth cycle. In each phase, yeast cells were characterized by specific morphological and biochemical features: biomass formation phase (in which g/l of biomass were synthesized), lipogenic phase (in which 20 22% lipids wt/wt in dry weight were accumulated in biomass, containing 90% wt/wt neutral lipids) and citric acid production phase (in which g/l of citric acid were secreted in the growth environment). Distinct cellular forms of Y. lipolytica were developed during the above phases: in biomass formation phase short true mycelia and pseudo mycelia were predominant while a few yeast like cells were observed, in lipogenic phase large obese cells were predominant and in citric acid production phase cells size was diminished. Glycerol passes into the microbial cell by facilitated diffusion. Y. lipolytica successfully converts glycerol via phosphorylation pathway, in which glycerol kinase (GK) and glycerol 3 P dehydrogenase are implicated. Though high activity of NAD + dependent isocitric dehydrogenase (NAD + ICDH) was detected during biomass formation phase, this activity was significantly decreased afterwards inducing lipogenesis. Surprisingly, storage (neutral) lipid turnover and synthesis of glycolipids, sphingolipids and phospholipids Ρ simultaneously occurred with citric acid production, and happened when GK activity was considerably reduced and NAD + ICDH activity was minimised. Oleic acid was the major fatty acid in all lipid fractions and phosphatidylcholine PC was the main Ρ. In continuous culture in nitrogen limited medium Y. lipolytica accumulated low quantities of lipids (~10% w/w, in dry weight), maybe due to the fact that there was not a region of specific dilution rate (D, h 1 ) in which the key enzymes that are implicated in lipogenesis (i.e. ΑΣΡ:citrate lyase ATP:CL and malic enzyme ME) presented simultaneously high activity while NAD + ICDH activity was insignificantly decreased in low D. ATP:CL presented high activity ( Units/mg

12 Abstract DW) in D 0,033 h 1 while ME presented maximum activity (650 Units/mg DW) in D=0,104 h 1. Lipids were more unsaturated in intermediate D values while phosphatidylethanolamine PE, phosphatidylinositol PI and PC are the main Ρ classes. As far as the morphology is concerned, in D<0,055 h 1 short true mycelia and pseudo mycelia were predominant in culture medium while in D 0,055 h 1 only yeast cells were observed. In experiments performed in nitrogen limited medium in D=0,026 h 1 in different dissolved oxygen DO concentrations, it was found that in extreme DO values ( 70% and 7%) the percentage of P was increased. Independently the DO concentration PC was the main class followed by PI and PE. The morphology of Y. lipolytica was influenced by the different concentration of DO and it was observed that in DΟ 50% short true mycelia and pseudo mycelia were predominant in culture medium while in DΟ 50% more yeast cells were appeared. In experiments performed in D=0,026 h 1, it was found that the absence of micronutrients from the growth medium, i.e. magnesium and calcium that are implicated in multiple cellular functions, had severe effects in yeast physiology, while the fatty acid composition of cellular lipids was not affected by the nature of the growth limiting factor. The present thesis aspires to contribute in the study of oleaginous microorganisms physiology and in use of glycerol as substrate in future biotechnological applications.

13 Δζζαβςβή ΔΗΑΓΧΓΖ Ζ βθοηενυθδ είκαζ ιζα απθή πδιζηή έκςζδ πμο δφκαηαζ κα αθμιμζςεεί απυ ανηεημφξ εοηανοςηζημφξ ηαζ πνμηανοςηζημφξ ιζηνμμνβακζζιμφξ. Πανυθα αοηά ιέπνζ πνυηζκμξ δεκ πνδζζιμπμζμφκηακ ςξ οπυζηνςια ζε αζμηεπκμθμβζηέξ εθανιμβέξ ηαεχξ μζ πενζμνζζιέκεξ πμζυηδηεξ πμο πανάβμκηακ ςξ παναπνμσυκ ζηζξ αζμιδπακίεξ παναβςβήξ αθημυθδξ ηαζ ζαπςκμπμζίαξ δζμπεηεφμκηακ ιεηά απυ ηαεανζζιυ ζηδ θανιαημαζμιδπακία (Barbirato et al., 1998; Papanikolaou et al., 2000; Hüsing et al., 2003; Hirschmann et al., 2005) ή ζε άθθεξ αζμιδπακίεξ (ηαθθοκηζηχκ, πνςιάηςκ, ηνμθίιςκ, ηαπκμφ η.ά.), βζα ηδκ παναβςβή πθδεχναξ πνμσυκηςκ αθθά πνδζζιμπμζμφκηακ ηαζ ςξ πνχηδ φθδ βζα ηδ παναβςβή πμθθχκ πδιζηχκ (Wang et al., 2001; Johnson & Taconi, 2007; Pagliaro et al., 2007). Μάθζζηα μζ παναβυιεκεξ πμζυηδηεξ ήηακ ανηεηά πενζμνζζιέκεξ, υπςξ θακενχκμοκ ενεοκδηζηέξ ενβαζίεξ πμο απμζημπμφζακ ζηδ παναβςβή βθοηενυθδξ ιέζς αζμθμβζηχκ ή πδιζηχκ δζενβαζζχκ (Wang et al., 2001). Σδκ ηεθεοηαία υιςξ δεηαεηία δ ηαηάζηαζδ αοηή έπεζ ακηζζηναθεί δναιαηζηά. Πανά ημ βεβμκυξ υηζ δ δναζηδνζυηδηα ηςκ αζμιδπακζχκ παναβςβήξ ζαπςκμπμζίαξ πενζμνίζηδηε δναζηζηά, πνμξ υθεθμξ αοηήξ ηςκ αζμιδπακζχκ απμννοπακηζηχκ, δ βθοηενυθδ εεςνείηαζ πθέμκ έκα θηδκυ, ζοπκά ιδδεκζημφ ηυζημοξ οπυζηνςια, θυβς ηδξ εθανιμβήξ ζε ιεβάθδ ηθίιαηα παναβςβήξ ιεεοθεζηένςκ ιεβάθδξ αθεζθαηζηήξ αθοζίδαξ (αζμκηίγεθ) απυ θοηζηά έθαζα, δζενβαζία πμο μδδβεί ζηδκ πανάπθεονδ παναβςβή ιεβάθςκ πμζμηήηςκ βθοηενυθδξ. Ζ ιείςζδ ηςκ απμεειάηςκ ηςκ ζοιααηζηχκ ηαοζίιςκ, πμο έπεζ ςξ ζοκέπεζα ηδκ αφλδζδ ηςκ ηζιχκ ημοξ ζηζξ δζεεκείξ αβμνέξ, ηαζ δ νφπακζδ ημο πενζαάθθμκημξ πμο ζοκμδεφεζ ηδ πνήζδ ημοξ, ηαεζζηά επζηαηηζηή ηδκ παναβςβή αζμ ηαοζίιςκ ζε ιεβάθδ ηθίιαηα, υπςξ άθθςζηε είπε επζαθδεεί ηαζ απυ ηδκ Δονςπασηή μδδβία EU 2003/30/EC πμο πνμέαθεπε υηζ ιέπνζ ημ ηέθμξ ημο 2010 ημ 5,75% ηςκ ηαοζίιςκ εα έπνεπε κα πνμένπεηαζ απυ αζμ ηαφζζια. Σμ αζμκηίγεθ πανάβεηαζ ιέζς ιεηεζηενμπμίδζδξ θζπανχκ οθχκ (θοηζηήξ ή γςζηήξ πνμέθεοζδξ) ιε ιεεακυθδ ή αζεακυθδ ζε αθηαθζηυ πενζαάθθμκ, ιε ζοκδεέζηενα πνδζζιμπμζμφιεκμοξ ηαηαθφηεξ ημ NaOH ηαζ ημ KOH, ακηίδναζδ ηαηά ηδκ μπμία πανάβεηαζ βθοηενυθδ ζε πμζμζηυ 10% επί ημο παναβμιέκμο πνμσυκημξ (Δζηυκα 1.1) (Meesters et al., 1996;

14 Δζζαβςβή Papanikolaou et al., 2000, 2002a; González Pajuelo et al., 2004; Mu et al., 2006; Da Silva et al., 2009). Δηθόλα 1.1: Ακηίδναζδξ ιεηεζηενμπμίδζδξ ηςκ ηνζβθοηενζδίςκ ιε ιεεακυθδ ζε αθηαθζηυ πενζαάθθμκ (Wen et al., 2009). Ζ αθιαηχδδξ ακάπηολδ ηςκ αζμιδπακζχκ παναβςβήξ αζμκηίγεθ δζμπέηεοζε ζηδκ αβμνά ηενάζηζεξ πμζυηδηεξ βθοηενυθδξ πμο πανάβμκηαζ ςξ παναπνμσυκ ζηζξ ακςηένς αζμιδπακίεξ (Zeng & Biebl, 2002; Hirschmann et al., 2005). Ήδδ απυ ημ ιεηνζημί ηυκμζ βθοηενυθδξ είπακ απμεδηεοεεί ζηδκ Δονχπδ, βεβμκυξ πμο μδήβδζε ζημ ιδδεκζζιυ ηδξ ειπμνζηήξ ηδξ αλίαξ. Ωξ άιεζδ ζοκέπεζα ανηεηέξ εονςπασηέξ αζμιδπακίεξ παναβςβήξ αζμκηίγεθ ακηζιεηςπίγμοκ πνμαθήιαηα δζάεεζδξ ηδξ βθοηενυθδξ, δ μπμία ζοζζςνεφεηαζ ζε ιεβάθεξ πμζυηδηεξ ελαζηίαξ ηδξ πηχζδξ ηδξ ηζιήξ ηδξ (Willke & Vorlop, 2004; Dharmadi et al., 2006). Φοζζηά μζ αζμιδπακίεξ πμο πανήβαβακ βθοηενυθδ ιέζς πδιζηχκ δζενβαζζχκ δζέημρακ ηδ θεζημονβίαξ ημοξ (Deckwer, 1995; Dharmadi et al., 2006), αθμφ ζε πμθθέξ πχνεξ ηδξ δοηζηήξ Δονχπδξ (π.π. ζηδ Γενιακία) δ βθοηενυθδ ακηζιεηςπίγεηαζ ήδδ ςξ έκα ιδδεκζηήξ αλίαξ ηοπζηυ αζμιδπακζηυ απυαθδημ ημ μπμίμ πνμμνίγεηαζ βζα ηδκ παναβςβή αζμαενίμο. οιπεναζιαηζηά, δ αλζμπμίδζδ ηδξ βθοηενυθδξ ιέζς ηθαζζηχκ πδιζηχκ δζενβαζζχκ είκαζ ζήιενα ακεπανηήξ κα απμννμθήζεζ ηζξ ηενάζηζεξ πμζυηδηεξ πμο πανάβμκηαζ, ηαζ επμιέκςξ εα πνέπεζ κα ακεονεεμφκ κέμζ ηνυπμζ αλζμπμίδζήξ ηδξ. Αξ ζδιεζςεεί υηζ δ αλζμπμίδζδ ηδξ βθοηενυθδξ είκαζ, εηηυξ ηςκ άθθςκ, γςηζηήξ ζδιαζίαξ βζα ηδ αζςζζιυηδηα ηςκ αζμιδπακζχκ αζμκηίγεθ, δεδμιέκμο υηζ δ αλζμπμίδζή ηδξ εα ιεζχζεζ ζδιακηζηά ημ ηυζημξ παναβςβήξ ημο παναβυιεκμο αζμκηίγεθ (Yuste & Dorado, 2006). Ζ αλζμπμίδζδ ηδξ βθοηενυθδξ ιέζς μζημκμιζηά αζχζζιςκ δζενβαζζχκ ζοκζζηά επμιέκςξ ιέβζζηδ πνυηθδζδ βζα ηδ πδιζηή ηαζ αζμθμβζηή ηεπκμθμβία (Biebl et al., 1999; Zeng & Biebl, 2002; Johnson & Taconi, 2007; Pagliaro et al., 2007).

15 Δζζαβςβή ηδ αζαθζμβναθζηή ακαζηυπδζδ πμο αημθμοεεί πανμοζζάγμκηαζ επζβναιιαηζηά ηα απμηεθέζιαηα ενεοκδηζηχκ ενβαζζχκ πμο αθμνμφκ ζηδκ παναβςβή πνμσυκηςκ ορδθήξ πνμζηζεέιεκδξ αλίαξ ιέζς αζμηεπκμθμβζηχκ δζενβαζζχκ πνδζζιμπμζχκηαξ ςξ οπυζηνςια βθοηενυθδ. 1.1 Αμηνπνίεζε ηεο γιπθεξόιεο κέζω βηνηερλνινγηθώλ δηεξγαζηώλ Ζ πθέμκ πνμθακήξ αλζμπμίδζδ είκαζ δ ιεηαηνμπή ηδξ βθοηενυθδξ ζε 1,3 πνμπακμδζυθδ οπυ ακαενυαζεξ ζοκεήηεξ ιε ηδ αμήεεζα ααηηδνίςκ ηδξ μζημβέκεζαξ Enterobacteriaceae, βαθαηηζηχκ ααηηδνίςκ ηαζ ααηηδνίςκ ημο βέκμοξ Clostridium sp. (Schutz & Radler, 1984; Zeng et al., 1994; Petitdemange et al., 1995; Papanikolaou et al., 2000, 2004a, 2008; Papanikolaou & Aggelis 2003a; Papanikolaou, 2009). Οζ Papanikolaou et al., (2000) πναβιαημπμζχκηαξ ηαθθζένβεζεξ ζε ηθεζζηυ ηαζ ζε ζοκεπέξ ζφζηδια ιε ημ ααηηήνζμ Clostridium butyricum ανήηακ υηζ ζοκηεθεζηήξ απυδμζδξ ηδξ παναβυιεκδξ 1,3 πνμπακμδζυθδξ ηαζ βζα ηα δομ ζοζηήιαηα ηαθθζένβεζαξ ήηακ πενίπμο 0,55 εκχ δ ιέβζζηδ πμζυηδηα παναβυιεκδξ 1,3 πνμπακμδζυθδξ (35 48 g/l) επζηεφπεδηε ζε ιμκμαάειζμ πδιεζμζηάηδ. Δπίζδξ, ζε ηαθθζένβεζεξ πμο πναβιαημπμζήεδηακ ζε δζαάειζμ πδιεζμζηάηδ πανήπεδζακ 43,5 g/l 1,3 πνμπακμδζυθδξ εκχ δ ιέβζζηδ ηζιή ηδξ παναβςβζηυηδηαξ ημο ακηζδναζηήνα ζε 1,3 πνμπακμδζυθδ ήηακ 1,33 g/l.h (Papanikolaou et al., 2008). Σα ααηηήνζα Escherichia coli ηαζ Enterobacter aerogenes ιεηααμθίγμοκ ηδ βθοηενυθδ πνμξ δθεηηνζηυ μλφ (Blankschien et al., 2010), αζεακυθδ ηαζ ιονιδβηζηυ μλφ ή αζεακυθδ ηαζ οδνμβυκμ (Ito et al., 2005; Yazdani & Gonzalez, 2008). φιθςκα ιε ημοξ Ito et al., (2005) δ παναβςβή οδνμβυκμο ηαζ αζεακυθδξ αολήεδηε ζδιακηζηά υηακ πναβιαημπμίδζακ ηαθθζένβεζεξ ιε ημ ααηηήνζμ E. aerogenes ζε αζμακηζδναζηήνα μ μπμίμξ είπε πθδνςεεί ιε πμνχδεξ ηεναιζηυ οθζηυ. οβηεηνζιέκα, μ νοειυξ παναβςβήξ οδνμβυκμο έθηαζε ηα 63 mmol/l/h ηαζ μ ζοκηεθεζηήξ απυδμζδξ ηδξ παναβυιεκδξ αζεακυθδξ ήηακ 0,85. Οζ Blankschien et al., (2010) ηνμπμπμζχκηαξ ημ E. coli, ζημ μπμίμ είπακ ηαηαζηαθεί μζ ιεηααμθζηέξ μδμί πμο μδδβμφκ ζηδ αζμζφκεεζδ ακηαβςκζζηζηχκ πνμσυκηςκ (βαθαηηζημφ μλέμξ, αζεακυθδξ ηαζ μλζημφ μλέμξ) ημο δθεηηνζημφ μλέμξ, ηαζ είπε εηθναζηεί ημ έκγοιμ πονμζηαθοθζηή αθοδνμβμκάζδ ημο ααηηδνίμο Lactococcus lactis αεθηίςζακ ζδιακηζηά ημ ζοκηεθεζηή απυδμζδξ ημο παναβυιεκμο δθεηηνζημφ μλέμξ δ ηζιή ημο μπμίμο έθηαζε

16 Δζζαβςβή - 8-0,69. Δπζπθέμκ, δθεηηνζηυ μλφ είκαζ δοκαηυκ κα παναπεεί ηαζ απυ ημ ααηηήνζμ Anaerobiospirillum succiniciproducens (Lee et al., 2004). Σμ ααηηήνζμ Clostridium acetobutylicum ιεηαηνέπεζ ηδ βθοηενυθδ ζε αμοηακυθδ (Andrade & Vasconcelos, 2003) ηαζ ιάθζζηα ιε ζδζαίηενα ορδθυ ζοκηεθεζηή απυδμζδξ (0,34) ηαζ ιε ηδκ παναβςβζηυηδηα ημο ακηζδναζηήνα ζε αμοηακυθδ κα θηάκεζ 0,42 g/l.h ζε εζδζηυ νοειυ αναίςζδξ D= 0,05 h 1. Μζα δζενβαζία ιε ηαθέξ πνμμπηζηέξ αζμιδπακζηήξ εθανιμβήξ είκαζ αοηή ηδξ ιεηαηνμπήξ ηδξ βθοηενυθδξ ζε δζοδνμλοαηεηυκδ, δεδμιέκμο υηζ ημ ηυζημξ παναβςβήξ ιέζς ιζηνμαζαηχκ δζενβαζζχκ είκαζ παιδθυηενμ εηείκμο ηδξ πδιζηήξ ζφκεεζδξ (Hekmat et al., 2003). Ζ παναβςβή δζοδνμλοαηεηυκδξ πναβιαημπμζείηαζ ιέζς μλείδςζδξ ηδξ βθοηενυθδξ απυ ημ ααηηήνζμ Gluconobacter oxydans (Flickinger & Perlman, 1977; Nabe et al., 1979; Wethmar & Deckwer, 1999; Bauer et al., 2005) ζε ιζα δζενβαζία πμο απαζηεί ηαθή μλοβυκςζδ ηδξ ηαθθζένβεζαξ ηαζ πανμοζία εηποθίζιαημξ γφιδξ ηαζ θςζθυνμο ζημ ενεπηζηυ ιέζμ (Flickinger & Perlman, 1977). Οζ απμδυζεζξ είκαζ ζδιακηζηέξ ηαζ θηάκμοκ ηα 35,8 g DHA/g ηοηηανζηήξ ιάγαξ (Flickinger & Perlman, 1977). Σμ ααηηήνζμ Serratia marcescens ζοκεέηεζ ηδ ηυηηζκδ πνςζηζηή πνμδζβζμζίκδ δ μπμία έπεζ εεναπεοηζηέξ ηαζ ακηζηανηζκζηέξ ζδζυηδηεξ ηαζ επμιέκςξ πανμοζζάγεζ αζμηεπκμθμβζηυ εκδζαθένμκ (Montaner et al., 2000; Campàs et al., 2003). φιθςκα ιε ημοξ Tao et al., (2005) μζ μπμίμ πνδζζιμπμίδζακ ιεηαθθαβιέκμ ζηέθεπμξ S. marcescens (ημ μπμίμ πνμέηορε απυ ηοπαίεξ ιεηαθθάλεζξ), δ παναβςβή ηδξ πνςζηζηήξ αολάκεηαζ ζδιακηζηά (0,58 g/l) υηακ δ ηαθθζένβεζα πναβιαημπμζείηαζ ζε δφμ θάζεζξ. Ακαθοηζηά, ηαηά ηδ δζάνηεζα ημο πνχημο ζηαδίμο υπμο πναβιαημπμζείηαζ δ αφλδζδ ημο ιζηνμμνβακζζιμφ δ βθοηυγδ ζοκζζηά ηδκ ηφνζα πδβή άκεναηα εκχ ηαηά ημ δεφηενμ ζηάδζμ υπμο πναβιαημπμζείηαζ δ παναβςβή πνμδζβζμζίκδξ δ βθοηυγδ ακηζηαείζηαηαζ απυ βθοηενυθδ. Ζ παναβςβή αζηαλακείκδξ ιέζς ιζηνμαζαηχκ δζενβαζζχκ έπεζ εθηφζεζ ηδκ πνμζμπή ανηεηχκ ενεοκδηχκ. Ζ πνςζηζηή αοηή είκαζ ηυηηζκμο ή πμνημηαθί πνχιαημξ ηαζ πνδζζιμπμζείηαζ ζηδκ ηεπκμθμβία ηνμθίιςκ, εκχ θαίκεηαζ κα έπεζ ζδζαίηενμ εκδζαθένμκ ςξ πνυζεεημ ζπεομηνμθχκ βζα ηδ αεθηίςζδ ηςκ μνβακμθδπηζηχκ ζδζμηήηςκ ηςκ παναβμιέκςκ ζπεφςκ (Kusdiyantini et al., 1998). Ζ γφιδ Phaffia rhodozyma ηαθθζενβμφιεκδ ζε διζ ζοκεπέξ ή πδιεζμζηαηζηυ (D=0,075 h 1 ) ζφζηδια επί ενεπηζηχκ οθζηχκ πμο πενζέπμοκ βθοηενυθδ ςξ ηφνζα πδβή άκεναηα ηαζ είκαζ ειπθμοηζζιέκα ιε πεπηυκδ ηαζ εηπφθζζια γφιδξ πανάβεζ

17 Δζζαβςβή ζδιακηζηέξ πμζυηδηεξ αζηαλακείκδξ (1,8 mg πνςζηζηήξ/g αζμιάγαξ) ιε ηδκ παναβςβζηυηδηα ημο ακηζδναζηήνα ζε αζμιάγα κα ακένπεηαζ ζε 0,2 mg/l.h (Kusdiyantini et al., 1998). Υνςζηζηέξ (α ηανμηέκζμ, θοημπέκζμ, αζηαλακείκδ) πανάβμκηαζ ηαζ απυ ημοξ ιφηδηεξ ηδξ ηάλδξ Mucorales (ηθάζδ Zygomycetes) (Ciegler et al., 1963; Mosqueda Cano & Gutierrez Corona, 1995; López Nieto et al., 2004; Velayos et al., 2000, 2004). Ζ βθοηενυθδ έπεζ πνδζζιμπμζδεεί απυ ανηεημφξ ενεοκδηέξ ςξ οπυζηνςια ηαζ ηα απμηεθέζιαηα πμο πενζβνάθμκηαζ ζηδ αζαθζμβναθία έπμοκ εκδζαθένμκ. Οζ Mantzouridou et al., (2008) ακαθένμοκ υηζ μ ιφηδηαξ Blakeslea trispora ζοκεέηεζ α ηανμηέκζμ ζε ορδθέξ ζοβηεκηνχζεζξ (15 mg/g λδνήξ αζμιάγαξ) υηακ ημ ενεπηζηυ ιέζμ εηηυξ απυ βθοηενυθδ πενζέπεζ ηαζ βθοηυγδ. Ακηίεεηα, υηακ δ βθοηενυθδ ζοκζζημφζε ηδ ιμκαδζηή πδβή άκεναηα ηαζ εκένβεζαξ δεκ παναηδνήεδηε ζφκεεζδ α ηανμηέκζμο (Mantzouridou et al., 2002). Ζ παναβςβή πμθοοδνμλοαθηακμσηχκ μλέςκ (Polyhydroxyalkanoates PHAs) πανμοζζάγεζ αζμηεπκμθμβζηυ εκδζαθένμκ, δεδμιέκμο υηζ αοηά είκαζ πνμσυκηα ορδθήξ πνμζηζεέιεκδξ αλίαξ ιε ζδιακηζηέξ εθανιμβέξ ζηδ πδιζηή αζμιδπακία (Solaiman et al., 2006). Ζ βθοηενυθδ έπεζ πνδζζιμπμζδεεί βζα ηδκ παναβςβή πμθοοδνμλοαμοηονζημφ μλέμξ (PHB) απυ ηα ααηηήνζα Methylobacterium rhodesianum ηαζ Ralstonia eutropha αθθά ιε ιζηνέξ απμδυζεζξ (Bormann & Roth, 1999). Ωζηυζμ, μζ Mothes & Otto (2009) πνδζζιμπμζχκηαξ ηα ααηηήνζα Paracoccus denitrificans, Cupriavidus necator H16 ηαζ Cupriavidus necator JMP134 ζε ηθεζζηέξ ηαθθζένβεζεξ επί ενεπηζημφ οθζημφ πενζμνζζηζημφ ζε άγςημ ηαζ αζμιδπακζηή βθοηενυθδ ςξ πδβή άκεναηα, πανήβαβακ ζδιακηζηέξ πμζυηδηεξ PHB (3 g/l PHB πμο ακηζζημζπμφκ ζε πμζμζηυ 70% wt/wt επί ηδξ λδνήξ αζμιάγαξ). Οζ Ashby et al., (2004) πνδζζιμπμζχκηαξ ςξ οπυζηνςια αζμιδπακζηή (αηάεανηδ) βθοηενυθδ πμο πενζείπε ςξ πνμζιίλεζξ εθεφεενα θζπανά μλέα ηαζ ιεεοθεζηένεξ θζπανχκ μλέςκ δζαπίζηςζακ υηζ ημ ααηηήνζμ Pseudomonas oleovorans πανάβεζ PHB ζε πμζμζηυ 13 27% wt/wt λδνήξ αζμιάγαξ εκχ ημ ααηηήνζμ Pseudomonas corrugata πανάβεζ PHAs ιεζαίμο ιήημοξ αθοζίδςκ ζε πμζμζηυ 42% wt/wt επί λδνήξ αζμιάγαξ. Σα δφμ αοηά ζηεθέπδ έπμοκ πνδζζιμπμζδεεί ηαζ ζε ιζηηέξ ηαθθζένβεζεξ βζα ηδκ παναβςβή PHAs (Ashby et al., 2005). Σα ηεθεοηαία πνυκζα έπμοκ εκηαηζημπμζδεεί μζ ένεοκεξ ζημ πεδίμ ηςκ αζμ επζθακεζμδναζηζηχκ μοζζχκ ηαεχξ μζ μοζίεξ αοηέξ πνδζζιμπμζμφκηαζ εονέςξ ζηδκ ελυνολδ πεηνεθαίμο αθθά ηαζ ζε πμθθέξ αζμιδπακίεξ (θανιάηςκ, ηνμθίιςκ η.ά.) ηαζ ζηδκ βεςνβία (Bannat et al., 2000), επεζδή έπμοκ πμθθά πθεμκεηηήιαηα, υπςξ βζα

18 Δζζαβςβή πανάδεζβια υηζ είκαζ αζμ απμζημδμιήζζιεξ ηαζ θζβυηενμ ημλζηέξ έκακηζ ηςκ πδιζηά ζοκηζεέιεκςκ επζθακεζμδναζηζηχκ μοζζχκ (Bognolo, 1999). Οζ Nitschke et al., (2005) ανήηακ υηζ ημ ααηηήνζμ Pseudomonas aeruginosa ιπμνεί κα ιεηαηνέπεζ ηδ βθοηενυθδ ζε ναικμθζπίδζα ιε ιζηνέξ υιςξ απμδυζεζξ. Ωζηυζμ ηα απμηεθέζιαηα πμο δδιμζζεφηδηακ απυ ημοξ Zhang et al., (2005) ηαζ Rahman et al., (2002) βζα ηδ παναβςβή επζθακεζμδναζηζηχκ μοζζχκ απυ βθοηενυθδ είκαζ εκεαννοκηζηά. Οζ ενεοκδηέξ αοημί πνδζζιμπμζχκηαξ δζαθμνεηζηά ζηεθέπδ ημο ααηηδνίμο Pseudomonas aeruginosa πανήβαβακ ιέπνζ 15,4 g/l ναικμθζπίδζα. φιθςκα ιε ημοξ Fontes et al., (2010) ημ ζηέθεπμξ Yarrowia lipolytica IMUFRJ ηαθθζενβμφιεκμ πανμοζία οδαημδζαθοηχκ οπμζηνςιάηςκ (βθοηυγδξ ηαζ βθοηενυθδξ) δφκαηαζ κα ζοκεέζεζ ηαζ κα εηηνίκεζ ζημ ιέζμ ηαθθζένβεζαξ ζδιακηζηέξ πμζυηδηεξ αζμ επζθακεζμδναζηζηχκ παναβυκηςκ. Δπζπθέμκ, ζφιθςκα ιε ημοξ Ciapina et al., (2006), δ γφιδ Rhodococcus erythropolis πνδζζιμπμζεί ηδ βθοηενυθδ ςξ ιμκαδζηή πδβή άκεναηα ηαζ πανάβεζ 1,7 g/l αζμ επζθακεζμδναζηζηχκ παναβυκηςκ. Σμ ηζηνζηυ μλφ είκαζ έκα πνμσυκ, ιε ζδζαίηενμ εκδζαθένμκ ηαεχξ πνδζζιμπμζείηαζ εονέςξ ζηδ αζμιδπακία ηνμθίιςκ ηαζ ζηδ θανιαημαζμιδπακία. οβηεηνζιέκα, ημ ηζηνζηυ μλφ πνδζζιμπμζείηαζ ςξ νοειζζηήξ μλφηδηαξ ηαζ ςξ ανςιαηζηυ ζοζηαηζηυ (Papanikolaou et al., 2008). H γφιδ Yarrowia lipolytica πνδζζιμπμζείηαζ ζε πμθθέξ ιεθέηεξ βζα ηδκ παναβςβή ηζηνζημφ μλέμξ απυ βθοηενυθδ (Papanikolaou et al., 2002a, 2008; Papanikolaou & Aggelis, 2003a; Rymowicz et al., 2005, 2006, 2008; Imandi et al., 2007; André et al., 2009; Rywińska et al., 2009), ιάθζζηα μζ απμδυζεζξ είκαζ ανηεηά ορδθέξ. Γζα πανάδεζβια, ζφιθςκα ιε ημοξ Papanikolaou et al., (2008) μ ζοκηεθεζηήξ απυδμζδξ ηζηνζημφ μλέμξ ζε ηθεζζηυ ζφζηδια ήηακ 0,56 εκχ ζφιθςκα ιε ημοξ Rywińska et al., (2009) ζε διζ ζοκεπέξ ζφζηδια ήηακ 0,66. Άθθα πνμσυκηα πμο δφκαηαζ κα παναπεμφκ απυ βθοηενυθδ ιε ηδ αμήεεζα ηδξ γφιδξ Y. lipolytica είκαζ ημ πονμζηαθοθζηυ μλφ, πμο πανάβεηαζ ιε ζοκηεθεζηή απυδμζδξ 0,71 (Morgunov et al., 2004b), δ ενοενζηυθδ ιε ζοκηεθεζηή απυδμζδξ 0,32 (Rymowicz et al., 2008). Ζ βθοηενυθδ έπεζ επίζδξ πνδζζιμπμζδεεί ηαζ βζα ηδκ παναβςβή α αιοθάζδξ απυ ημοξ Kim et al., Οζ ενεοκδηέξ αοημί ακαθένμοκ πμθφ ζδιακηζηή παναβςβή αζμιάγαξ, 105 g/l λδνήξ αζμιάγαξ, πανάθθδθα ιε ηδκ παναβςβή α αιοθάζδξ (67 units/ml). Ακ ηαζ μζ πνχηεξ ιεθέηεξ βζα ηδ πνήζδ ηδξ βθοηενυθδξ βζα ηδκ παναβςβή ιζηνμαζαηχκ θζπζδίςκ ήηακ απμεαννοκηζηέξ (Sajbidor et al., 1988; Chen & Chang, 1996), πνυζθαηεξ ιεθέηεξ απμδεζηκφμοκ υηζ δ βθοηενυθδ ζοκζζηά ηαηάθθδθμ

19 Δζζαβςβή οπυζηνςια βζα ηδκ παναβςβή ιζηνμαζαηχκ θζπζδίςκ (Πίκαηαξ 1.1) απυ ανηεηά ζηεθέπδ γοβμιοηήηςκ (Papanikolaou et al., 2008; Fakas et al., 2009a; Chatzifragkou et al., 2011) ηαζ γοιχκ (Chatzifragkou et al., 2011). Πίλαθαο 1.1: Παναβςβή αζμιάγαξ ηαζ θζπζδίςκ απυ ζηεθέπδ Εοβμιοηήηςκ ηαζ γοιχκ ηαθθζενβμφιεκςκ ζε οπμζηνχιαηα πμο πενζείπακ βθοηενυθδ ςξ πδβή άκεναηα ηαζ εκένβεζαξ (Γεδμιέκα απυ Fakas et al., 2009a ηαζ Chatzifragkou et al., 2011). Μζηνμμνβακζζιυξ Βζμιάγα (g/l) Δκδμηοηηανζηά θζπίδζα (%, wt/wt) Πδβή Cunninghamella echinulata ATHUM ,2 19,50 Fakas et al., 2009 Cunninghamella echinulata ATHUM ,3 36,28 Chatzifragkou et al., 2011 Mortierella isabellina ATHUM ,2 53,20 Fakas et al., 2009 Mortierella isabellina MUCL ,6 33,21 Chatzifragkou et al., 2011 Mortierella ramanniana ATHUM ,0 22,00 Fakas et al., 2009 Mortierella ramanniana MUCL ,3 37,12 Chatzifragkou et al., 2011 Mucor sp. LGAM 365 7,9 19,50 Fakas et al., 2009 Mucor sp. LGAM 365 5,3 18,11 Chatzifragkou et al., 2011 Thamnidium elegans CCF ,9 38,30 Fakas et al., 2009 Thamnidium elegans CCF ,8 42,65 Chatzifragkou et al., 2011 Zygorhynchus moelleri MUCL ,7 42,43 Chatzifragkou et al., 2011 Zygosaccharomyces ruxii LFMB 3 5,5 12,55 Chatzifragkou et al., 2011 Rhodotorula sp. LFMB 22 8,0 22,00 Chatzifragkou et al., 2011 Rhodotorula sp. LFMB 6 5,5 3,45 Chatzifragkou et al., 2011 Candida oleophila ATCC ,4 15,32 Chatzifragkou et al., 2011 Yarrowia lipolytica LFMB 19 6,2 8,23 Chatzifragkou et al., 2011 Pichia membranaefaciens LFMB 8 1,6 15,00 Chatzifragkou et al., 2011 Candida curvata NRRL Y ,9 6,58 Chatzifragkou et al., 2011 Candida boidinii ATCC ,1 1,51 Chatzifragkou et al., 2011 Candida pulcherrima LFMB 1 7,3 1,51 Chatzifragkou et al., 2011 Μάθζζηα πμθθέξ θμνέξ ηα ιζηνμαζαηά θζπίδζα πμο πανάβμκηαζ απυ βθοηενυθδ είκαζ πθμφζζα ζε πμθοαηυνεζηα θζπανά μλέα υπςξ βζα πανάδεζβια ηα θζπίδζα ημο γοβμιφηδηα Mortierella isabellina πμο πενζείπακ 8,3% β θζκμθεκζημφ μλέμξ (Papanikolaou et al., 2008). διακηζηά πμζμζηά ιζηνμαζαηχκ θζπζδίςκ ζοζζςνεφμοκ μζ γφιεξ Y. lipolytica (43%, wt/wt) ηαζ Cryptococcus curvatus (25%, wt/wt) ηαθθζενβμφιεκεξ ζε ζοκεπέξ ηαζ ζε διζ ζοκεπέξ ζφζηδια, ακηίζημζπα (Meesters et al., 1996; Papanikolaou & Aggelis, 2002).

20 Δζζαβςβή Μεηαβνιηζκόο ηεο γιπθεξόιεο Σμ πνχημ αήια βζα ηδκ αθμιμίςζδ ηδξ βθοηενυθδξ απυ ηα ιζηνμαζαηά ηφηηανα είκαζ δ ιεηαθμνά ηδξ απυ ημ ιέζμ ηδξ ηαθθζένβεζαξ ζημ εζςηενζηυ ηςκ ηοηηάνςκ. Ο ιδπακζζιυξ δζαηίκδζδξ ηδξ βθοηενυθδξ ζημ ηοηηανυπθαζια έπεζ ηάπμζα ζδζαίηενα παναηηδνζζηζηά πμο ημκ δζαθμνμπμζμφκ απυ ημοξ ιδπακζζιμφξ ιεηαθμνάξ ηςκ ημζκχκ ιζηνμαζαηχκ οπμζηνςιάηςκ (π.π. ηςκ ζαηπάνςκ). Ζ βθοηενυθδ ιπμνεί ηαζ δζαπενκά ηζξ αζμθμβζηέξ ιειανάκεξ ιε παεδηζηή δζάποζδ, εκχ ηα ζάηπανα υπζ (Romano, 1986). Δπζπθέμκ, εκχ ιε ηδκ απθή δζάποζδ δ βθοηενυθδ δεκ ζοζζςνεφεηαζ ζημ εζςηενζηυ ημο ηοηηάνμο, ιε ηδ δζεοημθοκυιεκδ δζάποζδ οπυ μνζζιέκεξ πνμτπμεέζεζξ ζοζζςνεφεηαζ. Έπεζ ανεεεί υηζ ζε πμθθμφξ ιζηνμμνβακζζιμφξ ηαζ ηονίςξ ζηα ααηηήνζα, δ δζεοημθοκυιεκδ δζάποζδ ηδξ βθοηενυθδξ είκαζ μ ιμκαδζηυξ ιδπακζζιυξ δζάποζδξ μ μπμίμξ έπεζ επίδναζδ ζηδκ είζμδμ ηδξ μοζίαξ ζημ εζςηενζηυ ημο ηοηηάνμο (Eze & McElhaney, 1981; Castro & Loureiro Dias, 1991; Truniger & Boos, 1993). ημοξ ιφηδηεξ πανυθα αοηά, οπάνπεζ έκα ζφζηδια εκενβμφ ιεηαθμνάξ ημ μπμίμ θεζημονβεί ιέζς ιεηαθμνάξ πνςημκίςκ (π.π. ζοιιεηαθμνά). Ζ δζεοημθοκυιεκδ δζάποζδ ηαζ ηα ζοζηήιαηα εκενβμφ ιεηαθμνάξ «παβζδεφμοκ» ηδ βθοηενυθδ ζημ εζςηενζηυ ηςκ ιζηνμαζαηχκ ηοηηάνςκ, δ μπμία ζηδ ζοκέπεζα εζζένπεηαζ ζε δζάθμνεξ ηαηααμθζηέξ μδμφξ. Οζ ιζηνμμνβακζζιμί πνδζζιμπμζμφκ δζάθμνεξ ιεηααμθζηέξ μδμφξ βζα ηδ ιεηαηνμπή ηδξ βθοηενυθδξ ζε εκδζάιεζα ιυνζα ηδξ βθοημθζηζηήξ μδμφ. Ζ πζμ ημζκή μδυξ είκαζ δ μδυξ ηδξ θςζθμνοθίςζδξ δ μπμία απακηάηαζ ζημοξ πενζζζυηενμοξ εοηανοςηζημφξ ιζηνμμνβακζζιμφξ (Gancedo et al., 1968; Courtright, 1975a) ηαζ ζε πμθθά ααηηήνζα (Heath & Gaudy, 1978; Deutscher et al., 1993; Pasteris & Strasses de Saad, 2005). Δκαθθαηηζηά, ιενζημί ιζηνμμνβακζζιμί, ηονίςξ ααηηήνζα, πνδζζιμπμζμφκ ηδκ μλεζδςηζηή μδυ (Rush et al., 1957; Lin, 1976). Οζ ακςηένς ιεηααμθζημί μδμί ζογδημφκηαζ δζελμδζηά ζηδκ πανάβναθμ Δηηυξ ηςκ ακςηένς ηονζυηενςκ μδχκ, ηάπμζμζ ιζηνμμνβακζζιμί (εοηανοςηζημί ηαζ πνμηανοςηζημί) πνδζζιμπμζμφκ εκαθθαηηζηέξ μδμφξ, παναθθαβέξ ηςκ πνμακαθενεέκηςκ (Uwajima et al., 1984). Γζα πανάδεζβια, ζε ζηεθέπδ ηςκ βεκχκ Aspergillus sp., Neurospora sp. ηαζ Penicillium sp. έπεζ ανεεεί υηζ δ βθοηενυθδ μλεζδχκεηαζ πνμξ βθοηεναθδετδδ ιέζς ημο εκγφιμο μλεζδάζδ ηδξ βθοηενυθδξ (Uwajima et al., 1980). Αλίγεζ κα ζδιεζςεεί ημ βεβμκυξ υηζ έκαξ ιζηνμμνβακζζιυξ

21 Δζζαβςβή ιπμνεί κα πνδζζιμπμζεί πενζζζυηενεξ απυ ιία ιεηααμθζηέξ μδμφξ αθθά υθεξ νοειίγμκηαζ χζηε κα δζαζθαθίγμοκ ηδκ επανηή αθμιμίςζδ ηδξ βθοηενυθδξ. Ζ νφειζζδ ηδξ αθμιμίςζδξ ηδξ βθοηενυθδξ ιπμνεί κα βίκεζ είηε ηαηά ημ ζηάδζμ ηδξ ιεηαθμνάξ ηδξ ζημ ιζηνμαζαηυ ηφηηανμ είηε (ζοκδεέζηενα) ζηα ιεηέπεζηα ζηάδζα ημο ηαηααμθζζιμφ. Ο ηφνζμξ ιδπακζζιυξ νφειζζδξ πμο πνδζζιμπμζείηαζ απυ ημοξ ιφηδηεξ ηαζ ηα ααηηήνζα είκαζ δ επαβςβή ηςκ εκγφιςκ πμο ζοιιεηέπμοκ ζηζξ ακηζδνάζεζξ ημο ηαηααμθζζιμφ απυ ημ οπυζηνςια (βθοηενυθδ) (Gancedo et al., 1968; Lin, 1976; Hondmann et al., 1991). Πανυθα αοηά, ζηα ααηηήνζα ηα μπμία πνδζζιμπμζμφκ ημ ζφζηδια θςζθμνμ εκμθμ πονμζηαθοθζημφ:θςζθμνμ ηνακζθενάζδξ (phosphoenolpyruvate phosphotransferase PEP PTS) βζα ηδκ αθμιμίςζδ ηςκ ζαηπάνςκ, οπάνπεζ έκαξ πζμ πενίπθμημξ ιδπακζζιυξ βζα ηδ νφειζζδ ηδξ αθμιμίςζδξ ηςκ ζαηπάνςκ ηαζ ηδξ βθοηενυθδξ (Deutscher et al., 1993) εκχ ζημ ιφηδηα Aspergillus nidulans, πανυθμ πμο δ βθοηενυθδ ιεηαθένεηαζ ζημ εζςηενζηυ ημο ηοηηάνμο ιε δζεοημθοκυιεκδ δζάποζδ, δ νφειζζδ ηαη ελαίνεζδ πναβιαημπμζείηαζ ζημ ζηάδζμ ηδξ ιεηαθμνάξ (Castro & Loureiro Dias, 1991). Ζ ηαοημπμίδζδ ηςκ βμκζδίςκ πμο ειπθέημκηαζ ζηδ νφειζζδ ηδξ αθμιμίςζδξ ηδξ βθοηενυθδξ εα δχζεζ πενζζζυηενεξ πθδνμθμνίεξ επί ημο εέιαημξ. Οζ ένεοκεξ βζα ηδκ ηαοημπμίδζδ ηςκ βμκζδίςκ πμο ειπθέημκηαζ ζημκ ηαηααμθζζιυ ηδξ βθοηενυθδξ ζηζξ γφιεξ οζηενεί ζε ζπέζδ ιε ηζξ ακηίζημζπεξ ένεοκεξ πμο αθμνμφκ ζηα ααηηήνζα (Pavlik et al., 1993; Ronnow & Kielland Brandt, 1993). Ακαθμνζηά ιε ημ ζηάδζμ ηδξ ιεηαθμνάξ ηδξ βθοηενυθδξ οπάνπμοκ ακηζηνμουιεκεξ απυρεζξ ηαζ πμθθά δεδμιέκα επακελεηάγμκηαζ (Oliveira et al., 2003; Ferreira et al., 2005). ημκ ηαηααμθζζιυ ηδξ βθοηενυθδξ δ ηαηάζηαζδ είκαζ πζμ λεηάεανδ ηαεχξ έπμοκ δζεοηνζκζζηεί πμθθμί πανάβμκηεξ πμο επδνεάγμοκ ηδκ έηθναζδ ηςκ βμκζδίςκ (Grauslund et al., 1999; Grauslund & Ronnow, 2000). Αιθυηενεξ μζ δζενβαζίεξ ιεηαθμνάξ ηαζ ηαηααμθζζιμφ ηδξ βθοηενυθδξ ζογδημφκηαζ ζηζξ επυιεκεξ δομ παναβνάθμοξ Μεηαθνξά ηεο γιπθεξόιεο ζην κηθξνβηαθό θύηηαξν Ακ ηαζ δ βθοηενυθδ είκαζ έκα πμθζηυ ιυνζμ ιπμνεί κα δζαπενάζεζ ηδκ ηοηηανμπθαζιαηζηή ιειανάκδ ιε παεδηζηή δζάποζδ. Μάθζζηα, ζφιθςκα ιε παθαζυηενεξ ιεθέηεξ ζε μνζζιέκμοξ ιζηνμμνβακζζιμφξ υπςξ ζηδ γφιδ Saccharomyces cerevisiae, δ παεδηζηή δζάποζδ εεςνμφκηακ ςξ μ ιυκμξ ιδπακζζιυξ

22 Δζζαβςβή ιέζς ημο μπμίμο βίκεηαζ δ ιεηαθμνά ηδξ βθοηενυθδξ ζημ εζςηενζηυ ημο ηοηηάνμο (Sutherland et al., 1997). Ζ παεδηζηή δζάποζδ είκαζ έκα θαζκυιεκμ ημ μπμίμ θαιαάκεζ πχνα αοευνιδηα, πςνίξ ηαηακάθςζδ εκένβεζαξ, ααζζηή δε πνμτπυεεζδ ιεηαθμνάξ ηάπμζαξ μοζίαξ ιε ημ ιδπακζζιυ αοηυ είκαζ δ πνμξ δζαηίκδζδ μοζία κα ανίζηεηαζ ζε δζαθμνεηζηέξ ζοβηεκηνχζεζξ εηαηένςεεκ ηδξ ιειανάκδξ (Romano, 1986). Ζ παεδηζηή δζάποζδ ακ ηαζ είκαζ έκαξ ζδιακηζηυξ αοημνοειζγυιεκμξ ιδπακζζιυξ πνυζθδρδξ ενεπηζηχκ ζοζηαηζηχκ, ιπμνεί κα θεζημονβεί ηαζ ςξ ζοιπθδνςιαηζηυξ ιδπακζζιυξ ζε άθθα ζοζηήιαηα ιεηαθμνάξ υπςξ δ δζεοημθοκυιεκδ δζάποζδ. Ζ δζεοημθοκυιεκδ δζάποζδ ιμζάγεζ ιε ηδκ παεδηζηή, δεδμιέκμο υηζ θαιαάκεζ πχνα ιυκμ υηακ οπάνπεζ δζααάειζζδ ζηδ ζοβηέκηνςζδ ηδξ μοζίαξ εκηυξ ηαζ εηηυξ ημο ηοηηάνμο ηαζ δεκ απαζηεί ηδ δαπάκδ εκένβεζαξ (Romano, 1986). Οοζζαζηζηά, δ δζεοημθοκυιεκδ δζάποζδ είκαζ ηαπεία δζάποζδ ηαηά ηδκ μπμία ηα δζαπευιεκα ιυνζα ιεηαθένμκηαζ ιέζς ελεζδζηεοιέκςκ δζαιειανακζηχκ πνςηεσκχκ. Δπμιέκςξ, ηαηά ημ ιδπακζζιυ αοηυ, μ νοειυξ δζάποζδξ ελανηάηαζ, εηηυξ απυ ηζξ ζοβηεκηνχζεζξ ηςκ πνμξ δζάποζδ ιμνίςκ εηαηένςεεκ ηδξ ιειανάκδξ, ηαζ απυ ηδκ επάνηεζα ηδξ ιειανάκδξ ζε πνςηεΐκεξ θμνείξ. Οζ πνςηεΐκεξ θμνείξ ηδξ βθοηενυθδξ δεκ έπμοκ ζδζαίηενα ορδθή ελεζδίηεοζδ ηαεχξ επζηνέπμοκ ηδκ ιεηαθμνά ηαζ άθθςκ πμθομθχκ ηαζ ιμνίςκ υπςξ δ μονία ηαζ δ βθοηίκδ, υιςξ ιυνζα υπςξ δ 3 Ρ βθοηενυθδ δεκ δφκαηαζ κα ιεηαθενεμφκ (Moat et al., 2002). Οζ πνςηεΐκεξ θμνείξ ηδξ βθοηενυθδξ νοειίγμκηαζ απυ ηδ θζπζδζαηή ζφζηαζδ ηδξ ιειανάκδξ, ηαεχξ μζ αθθαβέξ ζηδ ζφζηαζδ ηςκ θζπζδίςκ ηδξ ιειανάκδξ επδνεάγμοκ ημ νοειυ ιεηαθμνάξ ηδξ βθοηενυθδξ (Truniger & Boos, 1993; Sutherland et al., 1997). ημ ααηηήνζμ Escherichia coli, μ νοειυξ ιεηαθμνάξ ηδξ βθοηενυθδξ είηε ιε παεδηζηή είηε ιε δζεοημθοκυιεκδ δζάποζδ αολάκεζ αολακμιέκδξ ηδξ νεοζηυηδηαξ ηδξ ιειανάκδξ (Eze & McElhaney, 1981). Δλάθθμο είκαζ βκςζηυ υηζ μζ ιειανακζηέξ πνςηεΐκεξ επδνεάγμκηαζ απυ ηδ θοζζηή ηαηάζηαζδ ηαζ απυ ηδ θζπζδζαηή ζφζηαζδ ηδξ ιειανάκδξ (Truniger & Boos, 1993). Ζ νεοζηυηδηα ηδξ ιειανάκδξ, δ μπμία ελανηάηαζ ηονίςξ απυ ηδ θζπζδζαηή ζφζηαζδ, επδνεάγεζ ηδ ζηαεενυηδηα ηδξ ηαζ ηδκ μνεή θεζημονβία πμθθχκ ιειανακζηχκ πνςηεσκχκ, ζοιπενζθαιαακμιέκςκ εηείκςκ πμο ιεζμθααμφκ ζηδκ δζεοημθοκυιεκδ δζάποζδ (Truniger & Boos, 1993). Γεκζηά, δ ιεηαθμνά ηςκ οπμζηνςιάηςκ ιέζς ηδξ δζεοημθοκυιεκδξ δζάποζδξ είκαζ εθάζζμκμξ ζδιαζίαξ ηαζ ζπάκζα, δζυηζ μζ ιζηνμμνβακζζιμί δζααζμφκ ζοπκά ζε πενζαάθθμκηα ζηα μπμία ηα ενεπηζηά ζοζηαηζηά ανίζημκηαζ ζε παιδθέξ ζοβηεκηνχζεζξ ηαζ ηαηά ζοκέπεζα έπμοκ ακαπηφλεζ πενζζζυηενμ ελεζδζηεοιέκμοξ

23 Δζζαβςβή ιδπακζζιμφξ πνυζθδρδξ ηςκ ενεπηζηχκ ζοζηαηζηχκ. Πανυθα αοηά δ βθοηενυθδ απμηεθεί ιζα απυ ηζξ εθάπζζηεξ ελαζνέζεζξ δεδμιέκμο υηζ είκαζ ημ ιυκμ πδιζηυ ζοζηαηζηυ πμο δζαηζκείηαζ ιε ηδ αμήεεζα ημο ιδπακζζιμφ αοημφ. Οζ πνμηανοςηζημί μνβακζζιμί είκαζ μζ ηαθφηενα ιεθεηδιέκμζ ιζηνμμνβακζζιμί. Γζαηζκμφκ ηδ βθοηενυθδ ιέζς δζαιειανακζηχκ πνςηεσκχκ, ηαζ βζ αοηυ ημ θυβμ έπμοκ ηδκ ακάβηδ απυ έκα απμηεθεζιαηζηυ ζφζηδια έηζζ χζηε κα δζαηδνμφκ ηδ δζααάειζζδ ηδξ ζοβηέκηνςζδξ ηδξ βθοηενυθδξ αηυιδ ηαζ υηακ αοηή ανίζηεηαζ ζε πμθφ παιδθά επίπεδα ζημ ελςηοηηανζηυ πενζαάθθμκ. Αοηυξ μ ιδπακζζιυξ ααζίγεηαζ ζηδ θςζθμνοθίςζδ ηδξ βθοηενυθδξ απυ ημ έκγοιμ ηζκάζδ ηδξ βθοηενυθδξ έηζζ χζηε δ βθοηενυθδ πμο εζζένπεηαζ ζημ ηφηηανμ κα ιεηαηνέπεηαζ ιε βνήβμνμ νοειυ ζε 3 Ρ βθοηενυθδ δζαζθαθίγμκηαξ έηζζ ηδ παιδθή εκδμηοηηανζηή ζοβηέκηνςζδξ ηδξ (Romano, 1986). Ο Fusarium oxysporum είκαζ έκαξ απυ ημοξ εθάπζζημοξ κδιαηυιμνθμοξ ιφηδηεξ πμο πνδζζιμπμζμφκ απμηθεζζηζηά ημ ιδπακζζιυ ηδξ δζεοημθοκυιεκδξ δζάποζδξ βζα ηδ δζαηίκδζδ ηδξ βθοηενυθδξ (Castro & Loureiro Dias, 1991) ηαεχξ ζημοξ πενζζζυηενμοξ ιφηδηεξ δ πνυζθδρδ ηδξ βθοηενυθδξ πναβιαημπμζείηαζ ιε εκενβυ ιεηαθμνά. Ζ εκενβυξ ιεηαθμνά πδιζηχκ εκχζεςκ πνδζζιμπμζείηαζ ζοπκά απυ ηα ιζηνμαζαηά ηφηηανα βζα ηδκ ιεηαθμνά ηςκ πδιζηχκ εκχζεςκ δζά ιέζμο ηδξ ιειανάκδξ απυ ηδκ ελςηοηηανζηή πενζμπή ζημ ηοηηανυπθαζια (ή ακηζζηνυθςξ), ακελανηήηςξ ηςκ ζοβηεκηνχζεςκ ηςκ ιμνίςκ ζηζξ δφμ πενζμπέξ ηαζ πναβιαημπμζείηαζ ιε δαπάκδ εκένβεζαξ (Romano, 1986). ηδ γφιδ S. cerevisiae δ εκενβυξ ιεηαθμνά έπεζ ςξ απμηέθεζια ηδκ αφλδζδ ηδξ εκδμηοηηανζηήξ ζοβηέκηνςζδξ ηδξ βθοηενυθδξ ηαηά 10 θμνέξ ζε ζφβηνζζδ ιε ηδκ ελςηοηηανζηή ζοβηέκηνςζδ (Lages & Lucas, 1997). Καηά ηδκ εκενβυ ιεηαθμνά ηα ιυνζα ιεηαθένμκηαζ αοημφζζα (πςνίξ κα ιεηαζπδιαηίγμκηαζ πδιζηά), ιε ηδ αμήεεζα δζαιειανααζηχκ πνςηεσκχκ, ηςκ πενιεαζχκ. Οζ πενιεάζεξ ειθακίγμοκ ορδθή ελεζδίηεοζδ ςξ πνμξ ηζξ ιεηαθενυιεκεξ πδιζηέξ μοζίεξ (ιμκμ ιεηαθμνείξ) ή ηαηδβμνίεξ πδιζηχκ μοζζχκ (ζοκ ιεηαθμνείξ) Καηαβνιηζκόο ηεο γιπθεξόιεο Γφμ είκαζ μζ ηφνζεξ ιεηααμθζηέξ μδμί πμο ειπθέημκηαζ ζημκ αενυαζμ ηαηααμθζζιυ ηδξ βθοηενυθδξ (Δζηυκα 1.2): δ μδυξ ηδξ θςζθμνοθίςζδξ, πμο είκαζ ηαζ δ πζμ ημζκή, ηαζ δ μλεζδςηζηή μδυξ.

24 Δζζαβςβή Γθοηενυθδ Κζκάζδ ηδξ βθοηενυθδξ ή ή Αθοδνμβμκάζδ ηδξ βθοηενυθδξ Ολεζδάζδ βθοηενυθδξ ηδξ NADP ελανηχιεκδ αθοδνμβμκάζδ 3 Ρ βθοηενυθδ δζοδνμλοαηεηυκδ Aθδετδζηή Αθοδνμβμκάζδ ηδξ 3 Ρ βθοηενυθδξ Κζκαζδ ηδξ δζοδνμλοαηεηυκδξ Γθοηεναθδετδδ Κζκάζδ ηδξ βθοηεναθδετδδξ αθοδνμβμκάζδ Ηζμιενάζδ ηδξ θςζθμνζηήξ ηνζυγδξ 3 Ρ δζοδνμλοαηεηυκδ 3 Ρ βθοηεναθδετδδ Γθοηενζηυ μλφ Γιπθνιπηηθή νδόο Κζκάζδ ημο βθοηενζημφ μλέμξ 3 Ρ βθοηενζηυ μλφ Κύθινο θηηξηθνύ νμένο Γιπθνιπηηθή νδόο Αθοδνμβμκάζδ ημο πονμζηαθοθζημφ μλέμξ Αηεηοθ CoA Πονμζηαθοθζηυ μλφ Δηθόλα 1.2: Κφνζεξ ιεηααμθζηέξ μδμί πμο ειπθέημκηαζ ζημκ αενυαζμ ηαηααμθζζιυ ηδξ βθοηενυθδξ (Fakas et al., 2009b). Ζ μδυξ ηδξ θςζθμνοθίςζδξ απακηάηαζ ηονίςξ ζημοξ εοηανοςηζημφξ μνβακζζιμφξ ηαζ πενζθαιαάκεζ ηδκ θςζθμνοθίςζδ ηδξ βθοηενυθδξ πνμξ 3 Ρ βθοηενυθδ απυ ηδκ ηζκάζδ ηδξ βθοηενυθδξ. Ζ 3 Ρ βθοηενυθδ ζηδ ζοκέπεζα μλεζδχκεηαζ πνμξ 3 Ρ δζοδνμλοαηεηυκδ, ακηίδναζδ πμο ηαηαθφεηαζ απυ ιία NAD + ελανηχιεκδ αθοδνμβμκάζδ (Courtright, 1975b; Sprague & Cronan, 1977; Ermakova & Morgunov, 1987). ηδκ μλεζδςηζηή μδυ δ βθοηενυθδ ανπζηά μλεζδχκεηαζ πνμξ

25 Δζζαβςβή δζοδνμλοαηεηυκδ, δ μπμία ζηδ ζοκέπεζα θςζθμνοθζχκεηαζ ζε 3 Ρ δζοδνμλοαηεηυκδ (Rush et al., 1957; Tom et al., 1978). οκήεςξ μζ ιζηνμμνβακζζιμί πνδζζιμπμζμφκ ιία εη ηςκ δφμ ιεηααμθζηχκ μδχκ, ςζηυζμ έπεζ ανεεεί υηζ μ ιφηδηαξ Neurospora crassa πνδζζιμπμζεί ηαζ ηζξ δφμ (Tom et al., 1978). Δπίζδξ, μνζζιέκμζ ιζηνμμνβακζζιμί πνδζζιμπμζμφκ ιζα άθθδ μδυ ηαηά ηδκ μπμία δ βθοηενυθδ μλεζδχκεηαζ ιε ηδ ιεζμθάαδζδ ιζαξ NADΡ + ελανηχιεκδξ αθοδνμβμκάζδξ πνμξ βθοηεναθδετδδ (Vasiliadis et al., 1987). ηδ ζοκέπεζα δ βθοηεναθδετδδ ιπμνεί κα ιεηαηναπεί είηε ζε 3 Ρ βθοηεναθδεΰδδ είηε ζε βθοηενζηυ μλφ, ηαζ ζηδ ζοκέπεζα ζε 3 Ρ βθοηενζηυ μλφ (Viswanath Reddy et al., 1977). Καηά ιία άθθδ ιεηααμθζηή μδυ, πμο πνδζζιμπμζείηαζ απυ ηα ζηεθέπδ ηςκ βεκχκ Aspergillus, Neurospora ηαζ Penicillium, δ βθοηενυθδ μλεζδχκεηαζ πνμξ ζε D βθοηεναθδετδδ ηαζ οπενμλείδζμ ημο οδνμβυκμο πανμοζία ιμνζαημφ μλοβυκμο ιε ηδ ιεζμθάαδζδ ηδξ μλεζδάζδξ ηδξ βθοηενυθδξ (Uwajima et al., 1984; Lin et al., 1996). Υαναηηδνζζηζηυ αοηήξ ηδξ μδμφ είκαζ δ ιδ ελάνηδζή ηδξ απυ NAD + ή FAD + (Uwajima et al., 1984). οιπεναζιαηζηά, ακελάνηδηα απυ ηδκ μδυ πμο πνδζζιμπμζείηαζ δ βθοηενυθδ ιεηαηνέπεηαζ ηεθζηά ζε εκδζάιεζα ιυνζα ηδξ βθοημθζηζηήξ μδμφ, ηαηυπζκ ζε πονμζηαθοθζηυ μλφ ηαζ ηεθζηά ζε αηεηοθμ ζοκέκγοιμ Α (αηεηοθμ CoΑ). Ρύζκηζε ηνπ θαηαβνιηζκνύ ηεο γιπθεξόιεο Οζ πενζζζυηενεξ ένεοκεξ πμο αθμνμφκ ζηδ νφειζζδ ημο ιεηααμθζζιμφ ηδξ βθοηενυθδξ έπμοκ πναβιαημπμζδεεί ζε πνμηανοςηζημφξ ιζηνμμνβακζζιμφξ μζ μπμίμζ πνδζζιμπμζμφκ ηδκ μδυ ηδξ θςζθμνοθίςζδξ. φιθςκα ιε ημοξ Kistler & Lin, (1972) δ ηζκάζδ ηδξ βθοηενυθδξ ανίζηεηαζ ζημ ηοηηανυπθαζια εκχ δ αθοδνμβμκάζδ ηδξ 3 P βθοηενυθδξ ανίζηεηαζ ζηδκ ηοηηανμπθαζιαηζηή ιειανάκδ. ηα πενζζζυηενα ααηηήνζα πμο πνδζζιμπμζμφκ ηδκ μδυ ηδξ θςζθμνοθίςζδξ δ ηζκάζδ ηδξ βθοηενυθδξ ηαζ δ αθοδνμβμκάζδ ηδξ 3 Ρ βθοηενυθδξ επάβμκηαζ απυ ηδ βθοηενυθδ (Lin, 1976). Γζα πανάδεζβια ζημ ααηηήνζμ Pseudomonas aureginosa μζ εκενβυηδηεξ ηαζ ηςκ δφμ εκγφιςκ αολάκμκηαζ ηαηά πενίπμο 20 θμνέξ υηακ ζημ ενεπηζηυ ιέζμ οπάνπεζ βθοηενυθδ ςξ πδβή άκεναηα (McCowen et al., 1981). ηα ααηηήνζα ηα μπμία πνδζζιμπμζμφκ ημ ζφζηδια ιεηαθμνάξ PEP PTS βζα ηδκ δζαηίκδζδ ηςκ ζαηπάνςκ, δ ηζκάζδ ηδξ βθοηενυθδξ επάβεηαζ ιέζς θςζθμνοθίςζδξ, ηαζ ιάθζζηα δ εκγοιζηή ηδξ εκενβυηδηα αολάκεζ ηαηά 9 θμνέξ υηακ δ αφλδζδ πναβιαημπμζείηαζ επί βθοηενυθδξ (Deutscher et al., 1993). Ζ πανμοζία ζημ

26 Δζζαβςβή ιέζμ ηδξ ηαθθζένβεζαξ ενεπηζηχκ ζοζηαηζηχκ ηα μπμία δζαηζκμφκηαζ ιέζς ημο ζοζηήιαημξ ιεηαθμνάξ PEP PTS (π.π. ζαηπάνςκ) έπεζ ςξ απμηέθεζια ηδ ιεηαθμνά θςζθμνζηχκ μιάδςκ ιε ηδ ιεζμθάαδζδ ηδξ ηζκάζδξ ηδξ βθοηενυθδξ ζημ έκγοιμ ΗΗΗ ημο ζοζηήιαημξ PEP PTS, ηαζ απυ εηεί ζηα δζαηζκμφιεκα ζάηπανα ηα μπμία θςζθμνοθζχκμκηαζ ηαηά ηδ δζέθεοζδ δζαιέζμο ηδξ ηοηηανμπθαζιαηζηήξ ιειανάκδξ. Αοηυ έπεζ ςξ απμηέθεζια ηδ ιείςζδ ηδξ πνυζθδρδξ ηαζ ημο ηαηααμθζζιμφ ηδξ βθοηενυθδξ (Deutscher et al., 1993). Οζ ιεθέηεξ πμο αθμνμφκ ζηδ νφειζζδ ημο ηαηααμθζζιμφ ηδξ βθοηενυθδξ ζημοξ ιφηδηεξ είκαζ πμθφ θίβεξ ηαζ μζ πενζζζυηενεξ απυ αοηέξ αθμνμφκ γφιεξ. Όπςξ ηαζ ζηα ααηηήνζα έηζζ ηαζ εδχ ημ εκδζαθένμκ ηςκ πενζζζυηενςκ ενεοκδηχκ έπεζ επζηεκηνςεεί ζηδ νφειζζδ ηδξ μδμφ ηδξ θςζθμνοθίςζδξ. ημοξ ιφηδηεξ δ ηζκάζδ ηδξ βθοηενυθδξ ανίζηεηαζ ζημ ηοηηανυπθαζια εκχ δ αθοδνμβμκάζδ ηδξ 3 Ρ βθοηενυθδξ εδνάγεηαζ ζηδ ιζημπμκδνζαηή ιειανάκδ (Gancedo et al., 1968; Courtright, 1975b). Καζ ηα δφμ έκγοια επάβμκηαζ ηαηά ηδκ αφλδζδ ημο ιζηνμμνβακζζιμφ επί βθοηενυθδξ. Γζα πανάδεζβια, πανμοζία βθοηενυθδξ ζημ πενζαάθθμκ ηδξ αφλδζδξ δ εκενβυηδηα ηδξ ηζκάζδξ ηδξ βθοηενυθδξ αολάκεζ ηαηά 7 θμνέξ ζηδ γφιδ Candida utilis εκχ ζημ ιφηδηα Neurospora crassa μζ εκενβυηδηεξ ηυζμ ηδξ ηζκάζδξ ηδξ βθοηενυθδξ, υζμ ηαζ ηδξ αθοδνμβμκάζδξ ηδξ 3 Ρ βθοηενυθδξ αολάκμοκ ηαηά θμνέξ (Courtright, 1975b). Ακηίεεηα, ζηδ γφιδ S. cerevisiae δ νφειζζδ βίκεηαζ ιέζς ηαηαζημθήξ απυ ηδ βθοηυγδ (δεληνυγδ) ηαεχξ υηακ δ αφλδζδ πναβιαημπμζείηαζ επί βθοηενυθδξ μζ ηζιέξ ηςκ εκενβμηήηςκ ηςκ εκγφιςκ ηζκάζδ ηδξ βθοηενυθδξ ηαζ αθοδνμβμκάζδ ηδξ 3 Ρ βθοηενυθδξ δζπθαζζάγμκηαζ (Sprague & Cronan, 1977). ημ ιφηδηα Aspergillus nidulans θαιαάκμοκ πχνα μζ εκγοιζηέξ ακηζδνάζεζξ δφμ ιεηααμθζηχκ μδχκ (ηδξ θςζθμνοθίςζδξ ηαζ ηδξ NADP + ελανηχιεκδξ μδμφ). Σα έκγοια πμο ζοιιεηέπμοκ ζηδ θςζθμνοθίςζδ επάβμκηαζ απυ ηδ βθοηενυθδ ηαζ ηαηαζηέθθμκηαζ πανμοζία βθοηυγδξ (Hondmann et al., 1991). ημ ιφηδηα Fusarium oxysporum, μ μπμίμξ πνδζζιμπμζεί απμηθεζζηζηά ηδ δζεοημθοκυιεκδ δζάποζδ βζα ηδ δζαηίκδζδ ηδξ βθοηενυθδξ (Castro & Loureiro Dias, 1991) ηαζ ηδκ μδυ ηδξ θςζθμνοθίςζδξ βζα ημκ ηαηααμθζζιυ ηδξ, ηα έκγοια ηζκάζδ ηδξ βθοηενυθδξ ηαζ αθοδνμβμκάζδ ηδξ 3 Ρ βθοηενυθδξ είκαζ ζοζηαηζηά, ιδ οπμηείιεκα ζε νφειζζδ. Ακηίεεηα, μζ πνςηεΐκεξ θμνείξ νοειίγμκηαζ απυ ηδκ βθοηυγδ ιέζς θαζκμιέκςκ ηαηααμθζηήξ ηαηαζημθήξ ηαζ αδνακμπμίδζδξ, βεβμκυξ πμο οπμδεζηκφεζ υηζ μ ηαηααμθζζιυξ ηδξ βθοηενυθδξ εθέβπεηαζ απμηθεζζηζηά απυ ηδ ιεηαθμνά ηδξ εκηυξ ημο ηοηηάνμο (Castro & Loureiro Dias, 1991).

27 Δζζαβςβή Γνλίδηα πνπ εκπιέθνληαη ζηνλ θαηαβνιηζκό ηεο γιπθεξόιεο Όηακ δ γφιδ S. cerevisiae αολάκεηαζ επί βθοηυγδξ, δ δζαηίκδζδ ηδξ βθοηενυθδξ βίκεηαζ ιέζς ημο πνςηεσκζημφ θμνέα Fps1, μ μπμίμξ ιέπνζ πνυζθαηα εεςνμφηακ έκαξ ιεηαθμνέαξ δζεοημθοκυιεκδξ δζάποζδξ παιδθήξ ζοββέκεζαξ (Lages & Lucas, 1997). Αλίγεζ κα ζδιεζςεεί υηζ δ απμζζχπδζδ ημο βμκζδίμο Fps1 επδνεάγεζ ηδ θζπζδζαηή ζφζηαζδ ηδξ ιειανάκδξ ηαζ ηαη επέηηαζδ ηδ πεναηυηδηά ηδξ, ηαεχξ ιεηαθθαβιέκμ ζηέθεπμξ Fps1 έπεζ 25% θζβυηενα θςζθμθζπίδζα ηαζ 62% πενζζζυηενα βθοημθζπίδζα ζε ζπέζδ ιε ημ άβνζμ ζηέθεπμξ (Sutherland et al., 1997). Ο νυθμξ ημο Fps1 ζηδ δζαηίκδζδ ηδξ βθοηενυθδξ παναιέκεζ αηυιδ αδζεοηνίκζζημξ ηαεχξ ζφιθςκα ιε πνυζθαηδ ενβαζία o θμνέαξ Fps1 ζοιιεηέπεζ ζηδκ παεδηζηή ηαζ υπζ ζηδκ δζεοημθοκυιεκδ δζάποζδ (Oliveira et al., 2003). φιθςκα ιε ημοξ Oliveira et al., (2003) μζ παθαζυηενεξ ιεθέηεξ ααζίγμκηακ ζε ηζκδηζηέξ ημνεζιμφ ηδξ δζαηίκδζδξ ηδξ βθοηενυθδξ ηαζ ζοκεπχξ μθείθμκηακ ζηδ δνάζδ ηδξ ηζκάζδξ ηδξ βθοηενυθδξ, έκγοιμ ημ μπμίμ δζαηδνεί παιδθή ηδ ζοβηέκηνςζδ ηδξ βθοηενυθδξ ζημ ηοηηανυπθαζια. Φαίκεηαζ υιςξ υηζ δ παεδηζηή δζάποζδ ηδξ βθοηενυθδξ δεκ πναβιαημπμζείηαζ απμηθεζζηζηά ιέζς ημο Fps1 ηαεχξ οπάνπεζ ημοθάπζζημκ έκα μιυθμβμ βμκίδζμ πμο δ νφειζζή ημο είκαζ δζαθμνεηζηή (Oliveira et al., 2003). Όπςξ ηαζ ιε ηδ δζάποζδ ηδξ βθοηενυθδξ έηζζ ηαζ ιε ηα βμκίδζα πμο ειπθέημκηαζ ζημ ιδπακζζιυ εκενβμφ ιεηαθμνάξ ηδξ βθοηενυθδξ οπάνπμοκ ακηζηνμουιεκεξ απυρεζξ. ε πνυζθαηδ ιεθέηδ ιε ηδ γφιδ S. cerevisiae μζ Holst et al., (2000) πνμηείκμοκ υηζ δφμ βμκίδζα (GUP1 ηαζ GUP2 ιεηά ηδκ πνυζθδρδ ηδξ βθοηενυθδξ) ηα μπμία ηςδζημπμζμφκ ιειανακζηέξ πνςηεΐκεξ ειπθέημκηαζ ζηδκ εκενβυ ιεηαθμνά ηδξ βθοηενυθδξ. Ζ απμζζχπδζδ ημο GUP1 έπεζ ςξ απμηέθεζια ηδκ ακαζημθή ηδξ αφλδζδξ επί βθοηενυθδξ εκχ δ απμζζχπδζδ ημο GUP2 δεκ έπεζ ηαιία επίδναζδ ζημκ νοειυ αφλδζδξ (Holst et al., 2000). Πεναζηένς ιεθέηεξ έδεζλακ υηζ ηαζ ηα δφμ βμκίδζα, GUP1 ηαζ GUP2 δεκ οπυηεζκηαζ ζε νφειζζδ απυ ημ οπυζηνςια (εηθνάγμκηαζ ςξ ζοζηαηζηά) (Oliveira & Lucas, 2004). Βέααζα αοηυ ημ εφνδια ένπεηαζ ζε ακηίεεζδ ιε παθαζυηενεξ ιεθέηεξ ζφιθςκα ιε ηζξ μπμίεξ μζ πνςηεΐκεξ πμο ζοιιεηέπμοκ ζηδκ εκενβυ ιεηαθμνά ηδξ βθοηενυθδξ επάβμκηαζ απυ ηδ βθοηενυθδ ηαζ ηαηαζηέθθμκηαζ απυ ηδ βθοηυγδ (Lages & Lucas, 1997). Πνυζθαηα πνμηάεδηε υηζ ημ πνμσυκ ημο βμκζδίμο STL1, ημ μπμίμ ακήηεζ ζηδκ μζημβέκεζα ηςκ πενιεαζχκ, είκαζ μ ζοιιεηαθμνέαξ βθοηενυθδξ/ζ + ζηδ γφιδ S. cerevisiae (Ferreira et al., 2005). Οζ Ferreira et al., (2005) ζηδνίγμοκ ηδκ ακςηένς άπμρδ ζημ βεβμκυξ υηζ ηα ιεηαθθαβιέκα ζηεθέπδ ζηα μπμία ημ βμκίδζμ STL1 έπεζ απμζζςπδεεί δεκ ιπμνμφκ κα