Вопрос № 99. Получение l-аминокислот. Актуальнонность данного производства.

Аминокислоты

главный строительный материал организма, из которого формируются пептиды и белки. -растения и м/о способны сами синтезировать все нужные им аминокислоты из более простых химических соединений.

-человеческий организм способен синтезировать лишь 12 из 20 аминокислот, необходимых ему для жизнедеятельности. Остальные 8 аминокислот получили название незаменимых и должны поступать в организм извне — с пищей.

В качестве исходного вещества используются ацилированные D, L-аминокислоты, полученные с помощью обычного хим. синтеза. Фермент аминоацилаза гидролизует один ацил-L-изомер, отщепляя от него объемную ацильную группу, и тем самым резко увеличивая растворимость образующейся L-аминокислоты по сравнению с присутствующим в реакционной системе ацил-Д-изомером. Вещества легко отделяются друг от друга путем известных ф/х методов. Так выделяется чистая L-аминокислота.

Способ получения L-аминок-т, включает стадии выращивания бактерии согласно настоящему изобретению в пит.среде с целью продукции и накопления L-аминокислоты в питательной среде, и выделения L-аминок-ты из культуральной жидкости.

Способ получения L-глутаминовой к-ты, включает стадии выращивания бактерии в пит.среде с целью продукции и накопления , и выделения из культуральной жидкости.

Также способ получения L-аминокислот включает в себя способ получения L-лейцина,

Выделение и очистка L-АК из культуральной или подобной ей ж-ти может быть осуществлена способом, подобным традиционным способам ферментации, в которых АК продуцируется с использованием бактерии.

Питательная среда, используемая для выращивания, может быть синтетической, натуральной, при условии, что указанная среда содержит источники углерода, азота, минеральные добавки. В зависимости от характера ассимиляции используемого м/о, могут использоваться спирты, такие как этанол и глицерин. В качестве источника азота могут использоваться различные неорганические соли аммония,

l-аспарагиновая кислота

-можно получать с помощью фермента аспартазы. В качестве исходных веществ для ферментативного синтеза используются фумаровая кислота и аммиак- продукты органического и неорганического синтеза. Протекающая реакция одностадийна

- в присутствии фермента молекула аммиака присоединяется к фумаровой к-те по месту двойной связи с образованием оптически активной L-аспарагиновой кислоты.

Получение L-яблочной кислоты

в качестве заменителя лимонной к-ты в продуктах питания и фармю ЛП.

-получают путем (гидролизом ангидрида яблочной кислоты) производят только рацемическую смесь оптических изомеров , в то время как оптически активный L-изомер, получаемый микробио способом, пока слишком дорог для промышленного производства.

-получают фермент.путем, из фумаровой кислоты.

-в качестве катализатора иммобилизованные в гель клетки, содержащие фермент фумаразу.

-в присутствии этого фермента происходит присоединение воды по двойной связи молекулы фумаровой кислоты. В остальном реакция протекает так, как и в случае L-аспарагиновой кислоты

Получение L-аланина.

-пром. способ получения L-аланина — ферментативное декарбоксилирование L-аспарагиновой кислоты:

-процесс превращения L-аспартата в L-аланин катализируется аспартат-р-декарбоксилазой ряда м/о (Pseudomonas dacunhae, Alcaligenes faecalis, Achromobacter pestifier), иммобилизованных в полиакриламидном геле

-усовершенствование процесса связано с использованием в качестве сырья фумарата аммония.Процесс получения L-аланина становится двустадийным и реализуется в 2 последовательно расположенных реакционных колонках. На первом этапе фумарат аммония превращается в L-аспарагиновую кислоту, которая без выделения из реакционной среды на втором этапе претерпевает β-декарбоксилирование с образованием аланина.

С помощью иммобилизованных клеток Serratia marcescens из треонина и глюкозы синтезируют L-изолейцин, а с помощью иммобилизованных клеток Corynebacterium glutamicum — L-глутаминовую кислоту из L-глюкозы; L-триптофан — из индола; L-орнитин -из L-аргинина. Расширение про-ва АК возможно благодаря изменению технологии получения пром.биокатализаторов и снижению затрат при их производстве.

L-глутаминовая кислота(a-аминоглутаровая)

– первая АК, полученная путем пром.микробио синтеза; важнейшая АК растительных и животных белков, не относится к незаменимым.

-синтез происходит в цикле трикарбоновых кислот в результате ферментативного восстановительного аминирования 2-кетоглутаровой кислоты НАДФ-зависимой глутаматдегидрогеназой. 2-кетоглутаровая к-та образуется из изолимонной к-ты под воздействием изоцитратдегидрогеназы. Необходимый для синтеза глутаминовой к-ты НАД(Ф)Н постоянно регенерируется в процессе окисления изолимонной кислоты в 2-кетоглутаровую. -продуцировать способны дрожжи, микроскопические грибы, бактерии.

-бактерии обеспечивают наибольший выход по отношению к использованному углеродному субстрату.

-внутриклеточная концентрация глутаминовой к-ты снижается в результате экскреции продукта в околоклеточную среду, поэтому регуляция синтеза конечным продуктом ослабевает. Сверхпродукция глутаминовой кислоты связана и с высокой концентрацией аммония в среде, высокой активностью НАД(Ф)Н-зависимой глутаматдегидрогеназы и отсутствием или дефектом a-кетоглутаратдегидрогеназы, катализирующей превращение 2-кетоглутарата в янтарную кислоту.