Вопрос №48

Вопрос №48: Направленный биосинтез трикарбоновых кислот

Направленный биосинтез лимонной кислоты:

В Цикле трикарбоновых кислот лимонная кислоту получается на этапе цитрат→изоцитратю Однако есть анаплеротические реакции: пируват + СО2 → оксалоацетат при наличии фермента пируваткарбоксилазы. Таким образом пируват — ключевое соединение метаболизма лимонной кислоты. Поэтому на первой стадии наращивают биомассу, а затем блокируют ферменты для направленного синтеза. Цис-аконитаза — металлозависимый фермент (цинк, магний железо (2)). Нужно подобрать такое количество металла, чтобы биомасса была выращена в достаточном количестве, но при этом в нужный момент рост биомассы лимитировался исчерпанием металла. Транспорт будет определяться значением рН культуральной среды (2,5 в среднем, так как диффузия молекул облегчена и лимонная кислота легче переносится). Периодическое культивирование.

В промышленности культивируют грибы Aspergillus niger, дрожжи Candida lipolytica Два источника углерода: этиловый спирт и сахароза Требования к культивированию:

1)Выдерживание низких значений рН

2)наличие ферметов

3)наличие металлов для цис-аконитазы

Активный рост гриба A.niger сопровождается интенсивным подкислением среды, конечная величина рН устанавливается через 72-84 часа от начала ферментации. Наиболее интенсивное снижение происходит в течение первых двух суток, за этот период рН снижается с 7,0 до 3,5, в последующие двое суток рН меняется незначительно (с 3,5 до 2,0) и далее до конца процесса поддерживаегся на этом уровне. Влияние рН существенно зависело от сырьевого и минерального состава питательной среды. При ферментации гриба на синтетической питательной среде, содержащей в качестве источника углерода сахар, наибольшая активность синтеза лимонной кислоты во всех вариантах опытов отмечалась при начальной величине рН 2,5.