J 2023

Aspergillus niger as a cell factory for the production of pyomelanin, a molecule with UV-C radiation shielding activity

MARIE, Koch Stella, Carsten FREIDANK-POHL, Siontas OLIVER, Cortesao MARTA, Mota AFONSO et. al.

Základní údaje

Originální název

Aspergillus niger as a cell factory for the production of pyomelanin, a molecule with UV-C radiation shielding activity

Autoři

MARIE, Koch Stella, Carsten FREIDANK-POHL, Siontas OLIVER, Cortesao MARTA, Mota AFONSO, Runzheimer KATHARINA, Jung SASCHA, Katarína REBROŠOVÁ (703 Slovensko, domácí), Martin SILER, Moeller RALF a Meyer VERA

Vydání

FRONTIERS IN MICROBIOLOGY, LAUSANNE, FRONTIERS MEDIA SA, 2023, 1664-302X

Další údaje

Jazyk

angličtina

Typ výsledku

Článek v odborném periodiku

Obor

10606 Microbiology

Stát vydavatele

Švýcarsko

Utajení

není předmětem státního či obchodního tajemství

Odkazy

Impakt faktor

Impact factor: 5.200 v roce 2022

Kód RIV

RIV/00216224:14110/23:00131292

Organizační jednotka

Lékařská fakulta

UT WoS

001041737100001

Klíčová slova anglicky

Aspergillus niger; melanin; pyomelanin; radioprotection; cosmic radiation; space exploration

Štítky

Příznaky

Mezinárodní význam, Recenzováno
Změněno: 26. 1. 2024 08:10, Mgr. Tereza Miškechová

Anotace

V originále

Melanins are complex pigments with various biological functions and potential applications in space exploration and biomedicine due to their radioprotective properties. Aspergillus niger, a fungus known for its high radiation resistance, is widely used in biotechnology and a candidate for melanin production. In this study, we investigated the production of fungal pyomelanin (PyoFun) in A. niger by inducing overproduction of the pigment using L-tyrosine in a recombinant ΔhmgA mutant strain (OS4.3). The PyoFun pigment was characterized using three spectroscopic methods, and its antioxidant properties were assessed using a DPPH-assay. Additionally, we evaluated the protective effect of PyoFun against non-ionizing radiation (monochromatic UV-C) and compared its efficacy to a synthetically produced control pyomelanin (PyoSyn). The results confirmed successful production of PyoFun in A. niger through inducible overproduction. Characterization using spectroscopic methods confirmed the presence of PyoFun, and the DPPH-assay demonstrated its strong antioxidant properties. Moreover, PyoFun exhibited a highly protective effect against radiation-induced stress, surpassing the protection provided by PyoSyn. The findings of this study suggest that PyoFun has significant potential as a biological shield against harmful radiation. Notably, PyoFun is synthesized extracellularly, differing it from other fungal melanins (such as L-DOPA- or DHN-melanin) that require cell lysis for pigment purification. This characteristic makes PyoFun a valuable resource for biotechnology, biomedicine, and the space industry. However, further research is needed to evaluate its protective effect in a dried form and against ionizing radiation.

Návaznosti

MUNI/A/1361/2022, interní kód MU
Název: Diagnostika a terapie původců nozokomiálních infekcí
Investor: Masarykova univerzita, Diagnostika a terapie původců nozokomiálních infekcí
NU21-05-00341, projekt VaV
Název: Pokročilé metody detekce patogenních mikroorganizmů a hodnocení účinku antimikrobiálních látek Ramanovou spektroskopií a dalšími metodami na úrovni molekul v optofluidních systémech
Investor: Ministerstvo zdravotnictví ČR, Pokročilé metody detekce patogenních mikroorganizmů a hodnocení účinku antimikrobiálních látek Ramanovou spektroskopií a dalšími metodami na úrovni molekul v optofluidních systémech, Podprogram 1 - standardní