Исследование амилаз продуцентов биологически активных веществ

Продуцент аминокислоты лизина не вырабатывает собственных амилолитических ферментов, поэтом крахмал должен пройти предварительный гидролиз с помощью технологических методов.

Микробиологический синтез лизина осуществляют мутантные штаммы бактерии, относящиеся к родам Corynebacterium и Brevibacterium. Как правило, они проявляют дефицит к одной из аминокислот: гомосерину, треонин, изолейцину, метионину или их сочетанию, а также биотину и тиамину. Лизин синтезируется, в основном, из аспарагиновой кислоты. Помимо этого пути эукариотные организмы имеют еще один путь синтеза лизина - через α.-аминоадипиновую кислоту. В соответствии со схемой для биосинтеза лизина и его накопления необходимо создать такие условия, при которых будет ограничен синтез аланина, глутаминовой и молочной кислот, но интенсифицирован синтез аспарагиновой кислоты. Биохимический механизм регуляции синтеза лизина основан на принципе отрицательной обратной связи. Согласно этому принципу, как известно, избыток конечного продукта реакции ингибирует собственный синтез. Узловым ферментом в синтезе лизина является аспартаткиназа. Угнетают ее активность лизин и треонин при их совместном действии, так как аспартаткиназа представляет собой мультивалентный фермент.

Аминокислоты, необходимые для роста микроорганизмов, вносят со средой. Их количество должно контролироваться, чтобы не были созданы условия, при которых аминокислоты выступают в качестве регуляторов процесса. Одним из компонентов среды, оказывающим влияние на ход биосинтеза аминокислот, является фосфор (в виде фосфата). Так, при увеличении оптимальной для накопления лизина концентрации фосфора в десять раз количество лизина снижается на 40%, а содержание других аминокислот, особенно валина, значительно увеличиваются.

При изучении механизмов регуляции образования целевых продуктов преимущественное внимание обычно обращают на конечные этапы биосинтеза. Но важно знать и весь путь биосинтеза с точки зрения оценки ферментативной активности всех реально функционирующих систем. Интерес может представлять соотношение количеств глюкозы, включающихся в обмен по фруктозобисфосфатному пути или через гексозомонофосфатный путь. Последний путь способен обеспечить процесс большим количеством восстановленной формы никотинамиддинуклеотид(фосфата)а, а также синтез продуктов, образующихся через шикимовую кислоту.

Применительно к механизму синтеза лизина несомненный интерес имеет функция цикла трикарбоновых кислот. Известно, что синтез лизина проходит через ЦТК, далее - через аспарагиновую кислоту после аминирования щавелевоуксусной и ее фосфорилированное производное. Поэтому вполне закономерен вопрос о коррелятивных взаимоотношениях величин активности ферментов брожения, ЦТК и синтезом лизина. В непосредственной связи с этим вопросом находится представление о влиянии концентрации углерода на синтез лизина. Показано, что при увеличении концентрации углеводов в среде в культуре Brevibacterium sр.выше некоторой эмпирически установленной оптимальной величины, удлиняется лаг-фаза, увеличивается удельная скорость роста в экспоненциальной фазе, но снижается выход лизина и изменяется активность ферментов пути Эмбдена - Мейергофа -Парнаса и ЦТК. Следует отметить, что оптимальная для синтеза лизина концентрация углеводов не является постоянной. Она зависит от многих показателей, в том числе от интенсивности перемешивания среды. [13]

Поиск по сайту: