Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Биология -> Бич Г. -> "Биотехнология. принципы и применение " -> 65

Биотехнология. принципы и применение - Бич Г.

Бич Г., Бест Д., Брайерли К., Кумбс Дж. Биотехнология. принципы и применение — М: Мир, 1988. — 480 c.
ISBN 5-03-000058-5
Скачать (прямая ссылка): biotehnologiyaprincipiiprimeneniya1988.djvu
Предыдущая << 1 .. 59 60 61 62 63 64 < 65 > 66 67 68 69 70 71 .. 210 >> Следующая

росте на нафталине, салицилате или его аналогах, таких как бензоат или
аминобензоат. Описаны интересные процессы сопутствующего окисления:
мутантные штаммы Pseudomonas putida, выращенные на среде с глюкозой,
которая служит единственным источником углерода и энергии, способны
окислять нафталин до дигидрокси-1,2-дигидронафталина и 1,2-
Химия и технология
147'
гидроксинафталина на основе индукции ферментов нафталином или другими
соединениями-индукторами, происходящей после-завершения роста. Первое из
этих соединений после кислотной-дегидратации превращается в а-нафтол -
важное моноокислен-ное производное нафталина (рис. 4.4).
4.2.4. Аминокислоты (см. также гл. 3)
Производство аминокислот при помощи бактерий и их мутантов
Все аминокислоты, из которых состоят белки, являются1 L-a-амино- (или
имино-) кислотами. Они находят применение-как пищевые добавки, приправы,
усилители вкуса, как сырье в парфюмерной и фармацевтической
промышленности и при производстве других веществ. Их можно получать как
из природных продуктов (главным образом при гидролизе белков растений),
так и путем химического, микробиологического или ферментативного синтеза.
Если химический синтез дает продукт-рацемат, который требует дальнейшей
обработки (разд. 4.2.6), то последние два метода позволяют получить
оптические чистые аминокислоты.
Секретом большинства производственных процессов с участием
микроорганизмов, о которых говорится в этой главе, является изменение
условий среды: именно за счет этого достигается синтез избыточных
количеств желаемого продукта. Необходимого дисбаланса метаболизма можно
добиться путем эмпирического изменения таких факторов, как концентрация
субстрата, pH, концентрация продукта, или же путем установления
критических уровней содержания других веществ (ионов металлов,
органических добавок) в среде. При переводе биологических процессов
образования аминокислот на коммерческую основу были выработаны новые
способы желаемых изменений метаболизма у организмов-продуцентов,
направленных на увеличение выхода промежуточных продуктов, образование
которых в иных условиях находится под строгим метаболическим контролем.
Для производства аминокислот бактерии стали использоваться с начала 50-х
годов. Штаммы их постоянно улучшали генетическими методами, выделяя
ауксотрофные мутанты и мутанты с измененными регуляторными свойствами.
Чтобы обеспечить образование аминокислот в больших количествах, в любом
случае необходимо изменить систему регуляции обмена. Для этого можно либо
стимулировать потребление субстрата в некоторых путях биосинтеза и
выделение аминокислот в среду*
J0*
148
Глава 4
либо подавить побочные реакции и процессы деградации аминокислот.
Производство таких аминокислот, как L-глутамат, L-валин, DL-аланин, L-
глутамин и L-пролин, при участии диких штаммов бактерий основано либо на
использовании присущих этим бактериям особенностей метаболизма, либо на
стимуляции образования аминокислот в ответ на изменение условий внешней
среды. Образовывать аминокислоты способны бактерии многих родов
(например, Corynebacterium, Brevibacterium, Bacillus, Aerobacter,
Microbacterium, Escherichia), причем они настолько продуктивны, что
производство становится рентабельным. Так, вцды Corynebacterium или
Brevibacterium, выращиваемые на углеводном сырье (гидролизат крахмала,
мелассы из сахарного тростника и свеклы), на этаноле или ацетате при
наличии достаточного количества биотина в среде способны синтезировать до
30 г/л глутамата. Для накопления этой аминокислоты важным условием
является полное или частичное подавление активности а-
кетоглутаратдегидрогеназы. Образование продукта увеличивается при
добавлении ^-лактамных антибиотиков (пенициллина, цефалоспорина С),
поверхностно-активных веществ и жирных кислот. Влияние двух последних
агентов обусловлено увеличением проницаемости клеточных мембран для
глутамата, которая зависит от внутриклеточной концентрации жирных кислот
и липидов. Путем изменения условий среды процесс ферментации, в ходе
которого образуется L-глутамат, может быть переключен на синтез L-
глутамина или L-пролина. При высокой концентрации биотина и ионов аммония
создаются благоприятные условия для образования L-пролина, а при больших
концентрациях аммония и ионов цинка в слабо кислой среде усиливается
синтез L-глутамина. DL-аланин, видимо, образуется в реакции
трансаминирования при участии пирувата; затем он подвергается рацемизации
ферментом аланинрацемазой.
Ауксотрофные мутанты не могут образовывать ингибиторы соответствующего
метаболического пути, работающие по принципу отрицательной обратной
связи, так как у них отсутствует определенная ключевая ферментативная
реакция. Поэтому при выращивании мутантного штамма в среде с минимальной
концентрацией необходимого питательного ингредиента они способны
образовывать избыточные количества вещества-предшественника или близких к
нему метаболитов блокированной реакции. Так, первые реакции в цепи
Предыдущая << 1 .. 59 60 61 62 63 64 < 65 > 66 67 68 69 70 71 .. 210 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

Есть, чем поделиться? Отправьте
материал
нам
Авторские права © 2009 BooksShare.
Все права защищены.
Rambler's Top100

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed