Forscher haben das extrazelluläre Polysaccharid (EPS) einer thermophilen Parageobacillus toebii‑Stammisolierung aus einer geothermischen Quelle in Armenien umfassend analysiert. Die Studie kombinierte chemische Analysen, Genomsequenzierung und Bindungstests zu menschlichen C‑Typ‑Lektinen, um strukturelle und potenzielle biomedizinische Eigenschaften zu ermitteln.
Produktionsbedingungen und Ausbeute
Der Organismus wurde 72 Stunden bei 55 °C und pH 7,0 kultiviert. Mit Saccharose als alleinigem Kohlenstofflieferanten erreichte das EPS eine Ausbeute von 37,9 mg L⁻¹ (0,10 g g⁻¹ Trockenmasse). Bei Glukose betrug die Ausbeute 10,5 mg L⁻¹, während die Zugabe von Melasse zu 14,5 mg L⁻¹ führte.
Chemische Zusammensetzung des EPS
Die chemische Analyse zeigte, dass das heteropolysaccharidale EPS aus Rhamnose, Glukose, Galaktose und Mannose besteht. Zusätzlich enthielt das Polymer 15,04 % Protein, 4,22 % uronische Säuren und 4,88 % Nukleinsäuren, gemessen mit spektrophotometrischen Verfahren.
Genomische Eigenschaften und Biosynthesecluster
Das fertiggestellte Genom umfasst ca. 3,2 Mbp, besitzt einen G + C‑Gehalt von 42 % und weist eine ANI von 98,9 % zu P. toebii DSM 14590 auf. Fünf Wzy‑abhängige EPS‑Gencluster wurden identifiziert, die Glykosyltransferasen, Transporter und regulatorische Elemente umfassen.
Enzymatisches Repertoire (CAZyme‑Profil)
Die Genomannotation ergab ein breites Spektrum an Carbohydrate‑Active‑Enzymen (CAZyme), darunter Vertreter der Familien GH, GT, CE, CBM und AA sowie Modifikationsenzyme wie CsaB und Acetyltransferasen. Dieses Profil deutet auf eine hohe strukturelle Variabilität des produzierten Polymers hin.
Interaktion mit menschlichen C‑Typ‑Lektinen
In Festphasen‑Assays zeigte das EPS eine Bindungsaktivität an menschliche C‑Typ‑Lektine, die an der angeborenen und adaptiven Immunantwort beteiligt sind. Diese Beobachtung legt einen möglichen Einsatz des Polymers als Immunmodulator nahe.
Potenzielle Anwendungen und weitere Forschung
Die Kombination aus thermischer Stabilität, struktureller Vielfalt und immunologischer Aktivität macht das EPS zu einem vielversprechenden Kandidaten für biomedizinische Anwendungen. Weitere Studien sollen die genauen Bindungsmechanismen und mögliche industrielle Produktionsprozesse untersuchen.
Dieser Bericht basiert auf Informationen von PLOS ONE, lizenziert unter Creative Commons BY 4.0 (Open Access). Wissenschaftliche Inhalte, offen zugänglich.