2.4 Зерттеу нәтижелері және талқылау

Зерттеу жұмысының орындаудың тапсырмасы

Есептеуге қажетті ферментация процесінің негізгі технологиялық көрсеткіштері 8 кестеде келтірілген.

Кесте 8 - Ферментация процесінің негізгі технологиялық көрсеткіштері

№	Ферментатор Көлемі (геом) м3	Ферментатор Көлемі (жумысшы) м3	Ферментатор жұмыс циклы, Сағ	Биомасса Концентрациясы г/л(Х)	Культирленетінсұйықтағыөнімконцентрациясы, г/л (С)	Культирленетінсұйықжылдамдығы м3/сағ, (Wcf)
1	10	8	24-30	3,5-4,0	1,4	0,15
2	16	11,2	20-40	10,1	11,5	0,16
3	20	16	30-36	9,6	22	0,2
4	32	26	36-42	8,5	32	0,25
5	50	20	46-48	15	44	0,30

Жұмыста экспериментальды термохимиялық зерттеулердің нәтижелері берілген және есептеулердің берілгендері еру энтальпиясын, сублимациясын және дәрілер ретінде кейбір аминокарбон қышқылдарының қолданылатын (глицин) немесе ферменттердің субстартты немесе каталистік фермент центрлерінің (аланин, L-фенилаланин және т.б.)модельдеуші қасиеттерінің гидратациясын есептеуге мүмкіндік береді. Тірі табиғатта кең тараған аминқышқышқылы лейцин, екінші орында – аланин, сосын - серин [6], осыған байланысты ол зерттеулердің объектісі ретінде алынған. Айтып кететін бір жағдай, аминқышқылдарының молекулалары ерітіндіде де, кристалдық күйінде де биполярлы күйде немесе цвиттерионды формада NH⁺_3-CH(R) – COO болады. Эффективті заряд тасушы NH⁺₃ және COO-топтарынан басқа, аминқышқылдарының құрылысында әр түрлі полярлы және гидрофобты топтар бар. ақуыздардағы аминқышқылдарының химиялық қасиеттері, яғни олардың реакцияға түсу қабілеті, шеткі R-радикалының қасиетімен анықталады. Олардың гидрофобтығының еру мен гидратация процесстерінің энергетикасына әсерін анықтау ерекше қызықтырады. Осыған байланысты осындай жүйелердің термодинамикалық аспектілерін зерттеуде калориметриялық әдістер ерекше мәнге ие болады. 1.1 кестеде зерттелетін аминқышқылдарының алынған зерттеулер нәтижелері мен әдебиеттердергі мәліметтер жалпыланған, олардың негізінде әртүрлі құрылысты шеткі радикалы бар аминқышқылдарының суда еру энтальпиясының сәйкестендіруі жүргізілген. Зерттеу объектілері ретінде сызықты және тармақталған алифатты аминқышқылдары (Gly, L- Ala, DL- Ala, Abu, DL-Nva, DL- Nle, L-Val, D- Val, L-Leu), шекті полярлы тізбегі бар аминқышқылдар (L-Ser, L-Thr) мен құрамында бензол сақинасы бар (L- Phe) аминқышқылдар алынған. 1 кестетден көрінетіндей аминқышқылдарының суда еру процесі жылу сіңірумен жүреді, ол гидратацияның экзотермиялық эффектісімен қалпына келтірілмейтін, судағы сутектік байланыс торын және қосылыстың кристалдық құрылымын бұзу үшін жұмсалатын үлкен энергетикалық шығындармен түсіндіріліледі. Шеткі радикалдың ұзындығын арттырған сайын аминқышқылдарының еру энтальпиясы теріс мәнге ие болады.

Кесте 9 - 298.15 К температурадағы α-аминқышқылдарының еру энтальпиясының Δ_sol H⁰ және сублимациясының Δ_subl H стандартты көрсеткіштері.

Қосылыс [NH+3-CH(R)–COO- ]	R-	Δsol H0	Δsubl H
		кДж*моль-1
Глицин	H-	14.25±0.06	136.5±0.5
DL-Аланин (DL- Ala)	CH3-	9.34±0.04	146±4
L-Аланин (Ala)	CH3-	7.61±0.08	138.1±0.8
D- Валин (D- Val)	(CH3)2CH-	2.16±0.05	162.7±0.8
L- Валин (Val)	(CH3)2CH-	5.34±0.06	162.8±1.1
L- Лейцин (Leu)	(CH3)2CHCH2-	2.93±0.2	150.6±1.1
L-Фенилаланин (Phe)	(C6H5)2CH2-	7.69±0.08	153.9±0.9

Арнайы құрастырылған изотермиялық қабықшасы бар калометрде 298,15 К жағдайында DL- аланиннің, D- валиннің и L- сериннің, глициннің еру жылуы тәжірибе жүзінде анықталды. Ферменттердің немесе дәрілік заттардың орталықтарының белсенді қасиеттерін модельдеуші құрамында шеткі тізбекте сызықты немесе тармақталған алкилді радикалы, полярлы ОН-тобы немемсе бензол сақинасы бар 12 α-аминкарбонқышқылдарының еру мен гидратация процесстерінің энтальпиялық ерекшеліктері зерттелген.

Δ_hydr H⁰/V⁰₂ параметрі аминқышқылдарының сулы ерітіндіні тұрақтандыру әсерінің көрсеткіші ретінде қолданылуы мүмкін екені көрсетілген. Оның көрсеткіші неғұрлым төмен болса, зерттеліп отырған қосылыс соғұрлым құрылымданған.

Судың зарядты орталықтарда (NH⁺₃ COO^-) бірдей электрострикционды сығылуымен қатар әртүрлі аминқышқылдардағы сумен гидрофобты әрекеттесулері тармақталған аминқышқылдары үшін (от Ala к Leu) және сызықты қосылыстардың аз бөлігінде (Abu, Nva, Nle) Δ_hydr H⁰ көрсеткішінің төмендеуімен жүреді (теріс болады). Энергетикалық көзқарас бойынша әртүрлі аминқышқылдарының суда еруінің жылу эффекетілері денатурация процесін модельдеу мүмкін, ол аминқышқылдарының қалдықтары протеиннің ішкі бөлігінен сулы ортаға өтуі ретінде қарастырылады. Осында гидрофобты және спецификалық әрекеттесуі мен аминқышқылдарының дегидратация процестерінің арасындағы тепе-теңдіктің маңызы үлкен. Аминқышқылдарының сумен әрекеттесуінде гидрофобты гидратацияның доминантты ролі көрсетілген және ол биомолекуланың күрделенуімен өседі.

α- аминоқышқылдармен және шарап қышқылымен сирек жер элементтерінің (СЖЭ) координациялық қосылыстары метал-биологиялық белсенді заттардың өзара әрекеттесуін зерттеуде және биологиялық белсенділікке ие дәрілерді жасауда маңызы зор. Празеодима (ІІІ) және басқа СЖЭ-нің бір уақытта α-аминқышқылдары мен гидроқышқылдарының аниондары бар комплексті қосылыстары терең зерттелмеген. Әр лигандты празеодима (ІІІ) мен кейбір СЖЭ-ң α-аминқышқылдарымен және салицил қышқылымен комплекстер алынды [25]. Жұмыста европий (ІІІ) глутамин мен шарап қышқылымен әрлигандты комплексі алынды. Празеодиманың (ІІІ) шарап қышқылымен және глицинмен немесе метионинмен әрлигандты қосылысы әдебиеттерде сипатталмаған. Осы жұмыстың негізгі мақсаты – құрамында глициннің, метиониннің және шарап қышқылының координацияланған иондары бар празеодиманың әр лигандты қосылыстарының синтез әдістерін құрастыру және қасиетерін мен ішкі комплекстік құрылысын зерттеу.

Осылайша, синтезделген празеодиманың (ІІІ) глицинмен немесе метионмен және шарап қышқылымен комплексінің спектроскопиялық және термиялық қасиеттері зерттелді. ИҚ-спектрі бойынша аминқышқыл мен шарап қышқылдарының аниондары празеодиманың (ІІІ) сфералық координациясында орналасқандығы анықталды. Алынған қосылыстардың термолизі бірнеше сатылы қиын процесс, ол келесі схама бойынша жүреді: дегитрация, сусыз тұздың ыдырауы, қосылыстың органикалық бөлігінің негізгі массасының жанып кетуі, термиялық айналу, соңғы өнімнің қалыптасуы (Pr₆O₁₁). Құрамында координацияланған глицин немесе метионин және шарап қышқылдарының иондары бар, әрлиганд типті празеодиманың ішкі комплексті қосылыстары синтезделген. Олардың құрамы анықталып, спектроскопиялық және термиялық қасиеттері зерттелген. Алынған мәліменттерге сүйеніп лигандтардың координациялану әдісі бойынша қорытындылар жасалды.

Ақуыздардың синтезделу процесі әрдайым организмде жүреді. Алмастырылмайтын аминқышқылдарының біреуі ғана жоқ болған жағдайда да ақуыздардың түзілуі тоқтатылады. Бұл асқорыту жүйесінің бұзылу, бойдың өсуінің төмендеуі, дипрессия сияқты әр түрлі күрделі қиындықтарға әкеліп соқтыруы мүмкін. Бұл мәселе қалай туындайды? Біз ойлағаннан да оңай туындайды. Егер сіздің тамақтануыңыз тепе-теңдірілген болса да, сіз ақуыздың жеткілікті мөлшерін тұтынсаңыз да басқа көптеген факторлар осыған әкелуі мүмкін. Асқазан - ішекті трактта сорылулардың бұзылуы, инфекция, жарақат, стресс, кейбір дәрілік препараттардың, қартаю процесі және организмдегі басқа қоректендіргіш заттардың дисбалансы – осының барлығы алмастырылмайтын аминқышқылдарының дефицитіне келтіреді. Қазіргі таңда алмастырылатын және алмастырылмайтын аминқышқылдарын биологиялық белсенді тамақ қоспалары көмегімен қабылдауға болады. Бұл әсіресе, әр түрлі кәсіби аурулар және редукциялы диеталар кезінде өте маңызды. Вегетарианшылар ағзадағы ақуыздың нормалы синтезі алмастырылмайтын аминқышқылдары бар қоспалар қажетті. Құрамында аминқышқылдары бар қоспаларды таңдау кезінде, құрамында Америка Фармакопеясы (USP) бойынша стандартталған L - кристалдық аминқышқылдары бар өнімдерді таңдау дұрыс. Аминқышқылдарының көпшілігі екі форма түрінде болады, біреуінің химиялық құрылымы екіншісінің айна көрінісі болып табылады. Олар D- және L-формалар деп аталады, мысалы D - цистин және L - цистин. D dextra дегенді білдіреді (латынша оң), aл L - levo (сәйкесінше,сол). Бұл терминдер берілген молекуланың химиялық құрамы болып табылатын спиральдың айналу бағытын түсіндіреді. Жануар және өсімді ағзаның ақуыздары негізінде аминқышқылдарының L- формаларымен жаралған (D, L - формаларымен негізделегн фенилаланиннен басқа). Сонымен, құрамында L - аминқышқылдары бар қоспалар адам ағзаның биохимиялық процестері үшін ең қолайлысы болып табылады. Бос немесе байланыспаған аминқышқылдары анағұрлым таза формалар болып табылады. Олар қорытуды қажет етпейді және өздігінен қан ағымымен абсорбцияланады. Ішкі қолданыстан кейін тез сіңіріледі және аллергиялық реакцияларды тудырмайды. Егер сіз алмастырылмайтын аминқышқылдарының комплексін қабылдасаңыз оны 30 мин тамақтанудан бұрын қабылдаған дұрыс.