Производство белка на водороде - Волова Т.Г.
Скачать (прямая ссылка):
CH3COONa 59,0 40,0 Н3Р04 97,4 52,0
Примечание. Экстракция проводилась 30 мин на кипящей водяной бане; pH до 9,7 доводилась NaOH.
новых кислот. Однако большая часть или все растворимые белки, которые наиболее ценны в питательном отношении (например, хорошо атакуются ферментами), переходят в раствор. Наиболее перспективно и экономически выгодно удаление РНК из клетки активированием эндогенной РНКазы высокой температурой. При этом РНК деградирует и вымывается из клетки. Так, для удаления РНК из водородных бактерий A. eutrophus Н-16 суспензию лиофилизированных или свежих клеток прогревали в течепие 10 мин при 65° и далее инкубировали 2 ч при 50°. В результате такой процедуры содержание РНК уменьшалось с 13 до 1,5% без существенного снижения содержания белка и ДНК [Ruwaida е. а., 1976; Brinkman е. а., 1977].
Использование этого метода на термофильной водородной бактерии Ps. thermophilia дало худшие результаты. Содержание РНК уменьшилось с 9,4 до 3,9%, т. е. на 60% [Емнова, 19781. Используя различные варианты теплового шока, нам удалось снизить содержание РНК в биомассе A. eutrophus Z-1 на 70— 90%. Эти эксперименты проведены в лабораторных условиях и на полупромышленной установке. Ниже приводится биохимический и минеральный состав водородных бактерий с пониженным содержанием нуклеиновых кислот (% от сух. в-ва):
Сырой протеин..........76,9
Аминокислоты
Лизин..................4,39
Гистидин...............1,72
Аргинин................5,21
Аспарагиновая..........7,83
Треонин................. 4,05
Серин................... 3,40
Глютаминовая . . ... 11,06 Пролин ........ 3,58
Глицин ..................4,38
Аланин...................6,72
Цистии...................0,58
Валин....................4,09
Метионин.................2,19
Изолейцин................2,68
Лейцин...................6,57
Тпрозцн..................3,03
Фенилаланин..............4,11
Триптофан................0,60
86
Нуклеиновые
кислоты
РНК+ДНК...............5,0
Липиды................7,4
Жирные кислоты
М ирис типовая .... 0,08
Тетрадеценовая........0,03
Пентадекановая........0,01
Пентадеценовая........0,01
1,56 3,60 Сл. 0,63
Пальмитиновая Пальмитолеиновая Гептадекановая Октадеценовая
Углеводы
водорастворимые
сахара ..........
крахмал ............
гемицеллюлоза . . . клетчатка ..........
0,4
0,6 1,0
0,6
Минеральные
элементы
Фосфор . 0,93
Магний . 0,11
Сера . 0,64
Калий . 0,025
Натрий . 0,022
Кальций .... . 0,29
Бор .4,47-10-*
Алюминий . . . . 5-10'4
Железо . 0,89
Медь . 8,2-10"4
Никель . 4,5-10~4
Молибден .... . 5,2-10-4
Титан . 2,4-10"‘
Кобальт .... . 1,8-10-»
Марганец .... . 6,0-10~4
Витамины, мг%
Тиамин . 0,56
Рибофлавин . . , . 2,35
Содержание нуклеиновых кислот составляет 5% (вместо 12% в исходной), белка (по сумме аминокислот) — 76% (в исходной — 62%), по другим химическим показателям различия менее существенны.
Использование экзогенных ферментов для удаления РНК хотя и эффективно, но менее оправдано, так как требует введения дорогостоящих препаратов. Кроме того, необходима предварительная дезинтеграция биомассы для облегчения проникновения экзогенной РНК в клетки. С помощью панкреатической рибонуклеазы удалось снизить содержание нуклеиновых кислот в дезинтеграте дрожжей до 1,0—1,5% за 1 ч при температуре 30—37°С, pH 7,0—7,5, соотношении фермент — субстрат 1 : 500, концентрации суспензии дезинтеграта 16—20% [Рогожин и др., 1976].
Все описанные выше методы технически осуществимы, но имеют недостатки — потери при экстракции белков, аминокислот и углеводов. Следует отметить, что РНК и продукты ее деградации не должны рассматриваться как отходы производства, наоборот, их использование для биохимических и физиологических исследований, фармацевтической и биохимической промышленности может улучшить экономичность процесса получения белковых препаратов из микроорганизмов.
Количество липидов в водородных бактериях составляет 5—7% от абс. сух. в-ва, из них свободных липидов — 1%, связанных — до 6%. Эти фракции представлены в основном омыляемыми компонентами (до 82% суммарных липидов). Неомы-ляемые и гидрофильные компоненты содержатся приблизительно в равных количествах. Проверка на полноту экстракции липидов после омыления остатков показала, что неэкстраги-руемые липиды составляли не более 0,7%. Возможно, это проч-
87
но связанные липиды, входящие в состав клеточной стенки [Lennarz, 1966; Shaw, 1974].
В общей фракции липидов водородных бактерий найдено семь классов, из них идентифицированы моно- и диглицериды, стерины, жирные кислоть, триглицериды. Полярные липиды представлены фосфолипидами.
В бактериальных клетках находится от 1 до 20% фосфолипидов. Грамотрицательные бактерии содержат больше фосфоти-дилэтаноламина и липополисахаридов, а грамположительные — фосфатидилглицерина и кардиолипина. В отличие от высших растений и животных, у которых фосфотидилхолин (лецитин) находится в наибольшем количестве, у большинства бактерий этот фосфолипид не обнаружен.
Липополисахариды, входящие в состав клеточной стенки грамотрицательных бактерий, находятся в ней в виде сложного комплекса с белком и являются антигенами. Их количество составляет 1—5% от веса сухого вещества бактерий [Рубан,
