- •Биофизическая химия Сборник примеров и задач
- •Оглавление
- •Введение
- •1. Термодинамическое описание биохимических реакций
- •1.1. Расчёт изменения свободной энергии химических реакций
- •1.2. Практические расчёты при описании биохимических реакций
- •Примеры решения задач
- •Теоретические вопросы для самоподготовки
- •2. Стехиометрические расчёты биотехнологических процессов
- •2.1. Стехиометрия и материальный баланс микробиологических процессов
- •2.2. Расчёт выхода биомассы на субстрат (источник углерода)
- •Значения γs и максимальные теоретические значения выхода биомассы для различных субстратов
- •Оценка теплового эффекта и свободной энергии некоторых процессов биосинтеза
- •Задачи для самостоятельного решения
- •Данные для решения задачи 1
- •Данные для решения задачи 2
- •Теоретические вопросы для самоподготовки
- •3. Ферментативная кинетика и катализ
- •3.1. Общая характеристика ферментов
- •3.2. Кинетическое описание ферментативных процессов
- •3.3. Различные типы координат, используемые для графического решения уравнения Михаэлиса–Ментен
- •3.4. Интегральная форма уравнения Михаэлиса–Ментен
- •3.5. Ингибирование ферментативных реакций
- •Кинетические схемы, основные формулы различных ферментативных процессов
- •Примеры решения задач
- •Задачи для самостоятельного решения
- •Теоретические вопросы для самоподготовки
- •Заключение
- •Приложение 1
- •Приложение 2 Константы диссоциации аминокислот, органических кислот и оснований
- •Константы диссоциации различных соединений при 25 °с
- •Приложение 3 Элементарный состав сухой биомассы микроорганизмов
- •Элементарный состав сухой биомассы микроорганизмов
- •Элементарный состав и восстановленность сухой биомассы микроорганизмов, выращенных в условиях непрерывного культивирования
- •Элементный состав и восстановленность сухой биомассы микроорганизмов различных типов дрожжей, выращенных в условиях непрерывного культивирования при лимитировании роста субстратом
- •Список литературы
- •Суясов Николай Александрович
Элементарный состав и восстановленность сухой биомассы микроорганизмов, выращенных в условиях непрерывного культивирования
|
№ арианта |
Условия роста [*] |
Массовая доля |
Атомное число в расчёте на атом С |
Степень восстановленности С γВ |
γВ·σВ |
Источник | ||||||||||||||
|
«С» σВ |
«Н» ω |
«O» ν |
«N» λ |
зола |
«H» p |
«O» n |
«N» q | |||||||||||||
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
11 |
12 |
13 | ||||||||
|
Дрожжи Candida valida ВКМ-Y-2327, субстрат – этанол, непрерывное культивирование | ||||||||||||||||||||
|
1 |
18 С, П |
0,42 |
0,064 |
0,351 |
0,089 |
0,076 |
|
4,04 |
0,42 |
1 | ||||||||||
|
2 |
|
1,837 |
0,628 |
0,181 | ||||||||||||||||
|
3 |
24 С, П |
0,413 |
0,065 |
0,364 |
0,088 |
0,07 |
|
4,014 |
0,413 |
1 | ||||||||||
|
4 |
|
1,888 |
0,663 |
0,183 | ||||||||||||||||
|
5 |
35 С, П |
0,394 |
0,064 |
0,382 |
0,058 |
0,102 |
|
4,121 |
0,394 |
1 | ||||||||||
|
6 |
|
1,952 |
0,727 |
0,126 | ||||||||||||||||
|
7 |
40 С, П |
0,404 |
0,065 |
0,398 |
0,065 |
0,068 |
|
4,036 |
0,404 |
1 | ||||||||||
|
8 |
|
1,927 |
0,738 |
0,138 | ||||||||||||||||
|
9 |
µ = 0,032 ч–1, ЛС |
0,45 |
0,069 |
0,365 |
0,077 |
0,039 |
|
4,171 |
0,45 |
2 | ||||||||||
|
10 |
|
1,83 |
0,609 |
0,147 | ||||||||||||||||
|
11 |
µ = 0,056 ч–1, ЛС |
0,474 |
0,071 |
0,311 |
0,093 |
0,05 |
|
4,313 |
0,474 |
2 | ||||||||||
|
12 |
|
1,807 |
0,493 |
0,169 | ||||||||||||||||
|
Продолжение табл. 2 | |||||||||||||||||
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
11 |
12 |
13 | |||||
|
13 |
µ = 0,075 ч–1, ЛС |
0,451 |
0,067 |
0,354 |
0,086 |
0,042 |
|
4,116 |
0,451 |
2 | |||||||
|
14 |
|
1,782 |
0,588 |
0,163 | |||||||||||||
|
15 |
µ = 0,098 ч–1, ЛС |
0,452 |
0,07 |
0,341 |
0,081 |
0,057 |
|
4,255 |
0,452 |
2 | |||||||
|
16 |
|
1,845 |
0,565 |
0,153 | |||||||||||||
|
17 |
µ =0,161 ч–1, ЛС |
0,463 |
0,068 |
0,335 |
0,087 |
0,048 |
|
4,19 |
0,463 |
2 | |||||||
|
18 |
|
1,755 |
0,542 |
0,160 | |||||||||||||
|
19 |
µ = 0,308 ч–1, ЛС |
0,448 |
0,069 |
0,365 |
0,08 |
0,039 |
|
4,175 |
0,448 |
2 | |||||||
|
20 |
|
1,856 |
0,611 |
0,153 | |||||||||||||
|
21 |
µ = 0,416 ч–1, ЛС |
0,439 |
0,066 |
0,366 |
0,078 |
0,051 |
|
4,104 |
0,439 |
2 | |||||||
|
22 |
|
1,809 |
0,625 |
0,151 | |||||||||||||
|
23 |
µ = 0,528 ч–1, ЛС |
0,442 |
0,066 |
0,312 |
0,095 |
0,085 |
|
4,193 |
0,442 |
2 | |||||||
|
24 |
|
1,804 |
0,53 |
0,184 | |||||||||||||
|
25 |
µ = 0,636 ч–1, ЛС |
0,451 |
0,068 |
0,294 |
0,097 |
0,09 |
|
4,279 |
1,93 |
2 | |||||||
|
26 |
|
1,809 |
0,489 |
0,184 | |||||||||||||
|
27 |
µ = 0,663 ч–1, П |
0,438 |
0,066 |
0,332 |
0,083 |
0,082 |
|
4,175 |
1,827 |
2 | |||||||
|
28 |
|
1,802 |
0,569 |
0,163 | |||||||||||||
|
29 |
µ = 0,696 ч–1, П |
0,45 |
0,067 |
0,298 |
0,096 |
0,089 |
|
4,24 |
1,908 |
2 | |||||||
|
30 |
|
1,784 |
0,497 |
0,183 | |||||||||||||
|
31 |
µ = 0,710 ч–1, П |
0,44 |
0,065 |
0,336 |
0,089 |
0,071 |
|
4,105 |
1,805 |
2 | |||||||
|
32 |
|
1,772 |
0,573 |
0,174 | |||||||||||||
|
33 |
µ = 0,727 ч–1, П |
0,441 |
0,067 |
0,313 |
0,091 |
0,087 |
|
4,239 |
1,871 |
2 | |||||||
|
34 |
|
1,832 |
0,531 |
0,177 | |||||||||||||
|
Продолжение табл. 2 | ||||||||||||
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
11 |
12 |
13 |
|
35 |
µ = 0,75 ч–1, П |
0,446 |
0,066 |
0,305 |
0,095 |
0,088 |
|
4,212 |
1,876 |
2 | ||
|
36 |
|
1,789 |
0,513 |
0,183 | ||||||||
|
37 |
µ = 0,787 ч–1, П |
0,44 |
0,066 |
0,32 |
0,09 |
0,084 |
|
4,189 |
1,841 |
2 | ||
|
38 |
|
1,807 |
0,546 |
0,175 | ||||||||
|
39 |
µ = 0,813 ч–1, П |
0,459 |
0,069 |
0,292 |
0,097 |
0,084 |
|
|
|
4,298 |
1,972 |
3 |
|
40 |
|
1,797 |
0,478 |
0,181 | ||||||||
|
41 |
µ = 0,795 ч–1, П |
0,448 |
0,068 |
0,326 |
0,08 |
0,079 |
|
4,261 |
1,909 |
3 | ||
|
42 |
|
1,808 |
0,545 |
0,152 | ||||||||
|
43 |
µ = 0,796 ч–1, П |
0,459 |
0,068 |
0,299 |
0,094 |
0,081 |
|
4,28 |
1,965 |
3 | ||
|
44 |
|
1,78 |
0,488 |
0,175 | ||||||||
|
45 |
µ = 0,784 ч–1, П |
0,473 |
0,072 |
0,284 |
0,088 |
0,084 |
|
4,438 |
2,098 |
3 | ||
|
46 |
|
1,815 |
0,45 |
0,159 | ||||||||
|
47 |
µ = 0,752 ч–1, ИС |
0,458 |
0,068 |
0,301 |
0,09 |
0,083 |
|
4,284 |
1,964 |
3 | ||
|
48 |
|
1,772 |
0,492 |
0,168 | ||||||||
|
49 |
µ = 0,709 ч–1, ИС |
0,455 |
0,065 |
0,311 |
0,085 |
0,084 |
|
4,217 |
1,919 |
3 | ||
|
50 |
|
1,722 |
0,513 |
0,16 | ||||||||
|
51 |
µ = 0,465 ч–1, ИС |
0,466 |
0,069 |
0,297 |
0,085 |
0,084 |
|
4,34 |
2,02 |
3 | ||
|
52 |
|
1,766 |
0,478 |
0,157 | ||||||||
|
53 |
µ = 0,333 ч–1, ИС |
0,447 |
0,066 |
0,323 |
0,085 |
0,079 |
|
4,206 |
1,88 |
3 | ||
|
54 |
|
1,78 |
0,542 |
0,164 | ||||||||
|
55 |
µ = 0,381 ч–1, ИС |
0,481 |
0,07 |
0,284 |
0,084 |
0,081 |
|
4,423 |
2,127 |
3 | ||
|
56 |
|
1,757 |
0,444 |
0,149 | ||||||||
|
Продолжение табл. 2 | ||||||||||||
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
11 |
12 |
13 |
|
Дрожжи Candida valida ВКМ-Y-2327, субстрат – глюкоза, непрерывное культивирование | ||||||||||||
|
1 |
µ = 0,030 ч–1, ЛС |
0,455 |
0,072 |
0,327 |
0,078 |
0,069 |
|
4,373 |
1,988 |
4 | ||
|
2 |
|
1,892 |
0,539 |
0,147 | ||||||||
|
3 |
µ = 0,035 ч–1, ЛС |
0,454 |
0,071 |
0,344 |
0,067 |
0,066 |
|
4,354 |
1,975 |
4 | ||
|
4 |
|
1,867 |
0,568 |
0,126 | ||||||||
|
5 |
µ = 0,040 ч–1, ЛС |
0,445 |
0,07 |
0,346 |
0,069 |
0,071 |
|
4,315 |
1,921 |
4 | ||
|
6 |
|
1,876 |
0,582 |
0,132 | ||||||||
|
7 |
µ = 0,041 ч–1, ЛС |
0,442 |
0,068 |
0,361 |
0,062 |
0,068 |
|
4,27 |
1,885 |
4 | ||
|
8 |
|
1,854 |
0,613 |
0,119 | ||||||||
|
9 |
µ = 0,060 ч–1, ЛС |
0,436 |
0,071 |
0,343 |
0,072 |
0,078 |
|
4,34 |
1,894 |
4 | ||
|
10 |
|
1,945 |
0,59 |
0,141 | ||||||||
|
11 |
µ = 0,061 ч–1, ЛС |
0,43 |
0,066 |
0,366 |
0,064 |
0,074 |
|
4,183 |
1,798 |
4 | ||
|
12 |
|
1,845 |
0,639 |
0,128 | ||||||||
|
13 |
µ = 0,070 ч–1, ЛС |
0,453 |
0,071 |
0,331 |
0,076 |
0,07 |
|
4,342 |
1,968 |
4 | ||
|
14 |
|
1,867 |
0,548 |
0,143 | ||||||||
|
15 |
µ = 0,071 ч–1, ЛС |
0,447 |
0,067 |
0,337 |
0,068 |
0,08 |
|
4,282 |
1,915 |
4 | ||
|
16 |
|
1,806 |
0,566 |
0,131 | ||||||||
|
17 |
µ = 0,099 ч–1, ЛС |
0,447 |
0,072 |
0,34 |
0,068 |
0,068 |
|
4,394 |
1,966 |
4 | ||
|
18 |
|
1,939 |
0,576 |
0,131 | ||||||||
|
19 |
µ = 0,100 ч–1, ЛС |
0,433 |
0,065 |
0,378 |
0,066 |
0,058 |
|
4,102 |
1,777 |
4 | ||
|
20 |
|
1,801 |
0,654 |
0,13 | ||||||||
|
21 |
µ = 0,200 ч–1, ЛС |
0,44 |
0,067 |
0,351 |
0,074 |
0,068 |
|
4,194 |
1,845 |
4 | ||
|
22 |
|
1,825 |
0,98 |
0,145 | ||||||||
|
23 |
µ = 0,201 ч–1, ЛС |
0,448 |
0,071 |
0,324 |
0,077 |
0,08 |
|
4,379 |
1,964 |
4 | ||
|
24 |
|
1,903 |
0,542 |
0,147 | ||||||||
|
25 |
µ = 0,270 ч–1, ЛС |
0,44 |
0,065 |
0,354 |
0,073 |
0,068 |
|
4,125 |
1,817 |
4 | ||
|
26 |
|
1,757 |
0,602 |
0,143 | ||||||||
|
27 |
µ = 0,300 ч–1, ЛС |
0,446 |
0,07 |
0,323 |
0,079 |
0,081 |
|
4,345 |
1,939 |
4 | ||
|
28 |
|
1,888 |
0,543 |
0,152 | ||||||||
|
29 |
µ = 0,400 ч–1, ЛС |
0,447 |
0,07 |
0,311 |
0,078 |
0,095 |
|
4,392 |
1,962 |
4 | ||
|
30 |
|
1,883 |
0,522 |
0,149 | ||||||||
|
31 |
µ = 0,410 ч–1, ЛС |
0,425 |
0,064 |
0,354 |
0,076 |
0,081 |
|
4,089 |
1,738 |
4 | ||
|
32 |
|
1,799 |
0,624 |
0,153 | ||||||||
|
33 |
µ = 0,460 ч–1, ЛС |
0,44 |
0,068 |
0,337 |
0,081 |
0,074 |
|
4,216 |
1,857 |
4 | ||
|
34 |
|
1,839 |
0,575 |
0,158 | ||||||||
|
35 |
µ = 0,494 ч–1, ЛС |
0,443 |
0,07 |
0,319 |
0,076 |
0,092 |
|
4,385 |
1,943 |
4 | ||
|
36 |
|
1,904 |
0,54 |
0,146 | ||||||||
|
37 |
µ = 0,510 ч–1, ЛС |
0,447 |
0,067 |
0,33 |
0,082 |
0,075 |
|
4,217 |
1,883 |
4 | ||
|
38 |
|
1,795 |
0,554 |
0,157 | ||||||||
|
39 |
µ = 0,600 ч–1, ЛС |
0,437 |
0,07 |
0,322 |
0,079 |
0,092 |
|
4,344 |
1,899 |
4 | ||
|
40 |
|
1,916 |
0,552 |
0,156 | ||||||||
|
41 |
µ = 0,610 ч–1, ЛС |
0,437 |
0,066 |
0,334 |
0,080 |
0,082 |
|
4,205 |
1,838 |
4 | ||
|
42 |
|
1,823 |
0,574 |
0,157 | ||||||||
|
43 |
µ = 0,702 ч–1, ЛС |
0,437 |
0,071 |
0,32 |
0,086 |
0,086 |
|
4,332 |
1,895 |
4 | ||
|
44 |
|
1,934 |
0,548 |
0,169 | ||||||||
|
Окончание табл. 2 | |||||||||||||||||
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
11 |
12 |
13 | |||||
|
Бактерии Methylobacillus vescosus, субстрат – метанол, непрерывное культивирование | |||||||||||||||||
|
1 |
µ = 0,020 ч–1, ЛС |
0,473 |
0,071 |
0,312 |
0,105 |
0,039 |
|
4,241 |
2,006 |
5 | |||||||
|
2 |
|
1,801 |
0,495 |
0,19 | |||||||||||||
|
3 |
µ = 0,100 ч–1, ЛС |
0,487 |
0,075 |
0,266 |
0,126 |
0,046 |
|
4,363 |
2,125 |
5 | |||||||
|
4 |
|
1,848 |
0,41 |
0,222 | |||||||||||||
|
5 |
µ = 0,190 ч–1, ЛС |
0,495 |
0,076 |
0,238 |
0,138 |
0,053 |
|
4,404 |
2,18 |
5 | |||||||
|
6 |
|
1,842 |
0,361 |
0,239 | |||||||||||||
|
7 |
µ = 0,300 ч–1, ЛС |
0,48 |
0,074 |
0,265 |
0,135 |
0,046 |
|
4,299 |
2,063 |
5 | |||||||
|
8 |
|
1,85 |
0,414 |
0,241 | |||||||||||||
|
9 |
µ = 0,370 ч–1, ЛС |
0,48 |
0,074 |
0,262 |
0,135 |
0,049 |
|
4,308 |
2,068 |
5 | |||||||
|
10 |
|
1,85 |
0,409 |
0,241 | |||||||||||||
|
11 |
µ = 0,460 ч–1, ЛС |
0,469 |
0,071 |
0,285 |
0,133 |
0,042 |
|
4,176 |
1,959 |
5 | |||||||
|
12 |
|
1,817 |
0,456 |
0,243 | |||||||||||||
|
13 |
µ = 0,550 ч–1, ЛС |
0,482 |
0,072 |
0,262 |
0,134 |
0,05 |
|
4,262 |
2,054 |
5 | |||||||
|
14 |
|
1,793 |
0,408 |
0,238 | |||||||||||||
|
15 |
µ = 0,610 ч–1, ЛС |
0,461 |
0,072 |
0,291 |
0,132 |
0,044 |
|
4,191 |
1,932 |
5 | |||||||
|
16 |
|
1,874 |
0,473 |
0,245 | |||||||||||||
|
17 |
µ = 0,640 ч–1, ЛС |
0,465 |
0,071 |
0,296 |
0,132 |
0,036 |
|
4,147 |
1,929 |
5 | |||||||
|
18 |
|
1,832 |
0,477 |
0,243 | |||||||||||||
|
19 |
µ = 0,650 ч–1, ЛС |
0,454 |
0,069 |
0,314 |
0,117 |
0,046 |
|
4,124 |
1,872 |
5 | |||||||
|
20 |
|
1,824 |
0,519 |
0,221 | |||||||||||||
[*] ЛС – лимитирование субстратом, П – плато зависимости µ(S), ИС – ингибирование субстратом.
Ссылки на литературные источники к табл. 2 Приложения 3
Нгуен Т. Ф. Т. О росте термотолерантных дрожжей Candida valida при непрерывном культивировании на этаноле / Т. Ф. Т. Нгуен, Т. И. Чистякова, И. Г. Минкевич, В. К. Ерошин // Микробиология. – М., 1982. – 51, № 3. – С. 456-462.
Крыницкая А. Ю. Влияние двойного лимитирования органическим субстратом и аммонием на рост дрожжей Candida valida в хемостате / А. Ю. Крыницкая, И. Г. Минкевич, В. К. Ерошин // Прикладная биохимия и микробиология. – М., 1987. – Т. 23, № 2. – С. 163-168.
Андреев С. В. Ингибирование роста дрожжей Candida valida этанолом / С. В. Андреев, И. Г. Минкевич, В. К. Ерошин // Прикладная биохимия и микробиология. – М., 1991. – Т. 27, № 5. – С. 738-747.
Емельянова Е. В. Характеристики роста дрожжей Candida valida ВКМ-Y-2327 на среде с глюкозой / Е. В. Емельянова, И. Г. Минкевич, В. К. Ерошин // Микробиология. – М.,1992. – Т. 61, № 3. – С. 422-430.
Минкевич И. Г. Влияние удельной скорости роста Methylobacillus vescosus на рост биомассы и образование полисахаридов при культивировании на метаноле / И. Г. Минкевич, А. В. Кошелев, Н. Мшенский // Прикладная биохимия и микробиология. – М., 1992. – Т. 28, № 1. – С. 66-75.
Таблица 3
