ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Практическое применение продуктов клеточного синтеза из "Биохимия" Микробные клетки. Такие древнейшие производства, как хлебопечение, виноделие, пивоварение, получение кисломолочных продуктов, существовали задолго до того, как было установлено участие в этих процессах различных микробных клеток. С конца ХЕХ столетия началась эра целенаправленного использования процессов клеточного синтеза для получения полезных для человека веществ. В первой половине XX в. были получены органические растворители, пищевые органические кислоты, антибиотики, аминокислоты, витамины и другие ценные продукты. [c.15] Антибиотики — низкомолекулярные органические вещества, которые синтезируются некоторыми микроорганизмами (чаще всего актиномицетами) и выполняют регуляторную и защитную функции в клетках. Оказалось, что антибиотики обладают высоким противомикробным действием и широко используются в медицине и сельском хозяйстве. Химический синтез антибиотиков весьма трудоемок и поэтому нетехнологичен. В промышленности их получают исключительно методом микробиологического синтеза. Во всем мире специально отобранные клетки — продуценты ежегодно синтезируют тысячи тонн антибиотиков. Для повышения эффективности антибиотиков и защиты их от действия микробных гидролаз используют полусинтетический метод получения этих препаратов. Антибиотики, полученные методом микробного синтеза, подвергают химической модификации, не влияющей на основной биологический эффект. [c.15] Микробные клетки синтезируют аминокислоты — строительные блоки, из которых состоят белки. Путем отбора, направленных мутаций или генной инженерии можно получить продуценты, синтезирующие аминокислоты в количествах, имеющих промышленное значение, так как роль аминокислот для медицины, сельского хозяйства и промышленности очень велика. Многие пищевые продукты и корма для животных не содержат достаточного количества незаменимых аминокислот, например лизина. К таким продуктам относятся пшеница, рис, кукуруза и др. [c.15] Метионин, цистеин, у-аминомасляную кислоту используют в медицине в качестве лекарственных препаратов, ряд аминокислот обладает пестицидным действием, другие находят применение в кожевенной промышленности. [c.15] Огромное значение в праетической деятельности человека имеет бродильное производство. Одной из самых древних технологий, использующих микробные клетки, является производство сыров. При производстве твердых сортов сыров используют пропионовокислые баетерии, образующие такие жирные кислоты, как миристиновая, пальмитиновая, стеариновая и олеиновая. [c.15] Эти кислоты улучшают качество сыра, придают ему особый аромат. Следует отметить, что пропионовокислые бактерии используются как продуценты витаминов, например витамина B 2. [c.16] Ферменты, синтезируемые микробными клетками, представляют большой интерес для промышленности и медицины. Высокая скорость метаболизма микробных клеток, обусловливающая несопоставимую с животными и растениями восполняемость сырья, повышает коммерческую значимость этих препаратов. В качестве лекарственных препаратов применяют ряд гидролитических ферментов, таких, как гиалуронидаза, некоторые протеазы, амилаза, липаза. Некоторые ферменты, имеющие прикладное значение, синтезируются только микроорганизмами, например нитрогеназа, катализирующая образование аммиака из молекулярного азота. Велика роль микробных ферментов во многих промышленных процессах (гл. 7). [c.16] Клетки растений. В составе многоклеточного растительного организма клетки синтезируют много биологически активных веществ, имеющих практическое значение. Прежде всего следует отметить получение лекарственных веществ растительного происхождения. В настоящее время идентифицировано более 12 ООО растительных веществ, обладающих фармакологической активностью. [c.16] В течение последних десятилетий широкое распространение получил метод культивирования растительных клеток. Культивируемые клетки особый интерес представляют как источники экологически чистых продуктов вторичного метаболизма растений, применяемых в медицине, пищевой промышленности, парфюмерии. Некоторые продукты синтеза растительньгх клеток представлены в табл. 1.1. [c.16] Для одной из протеиногенных аминокислот, а именно для глицина, R представлен атомом водорода, для других аминокислот их боковая цепь имеет более сложное строение. Аминокислоты можно классифицировать на основе полярности их радикалов (табл. 2.1). [c.17] Кроме 20 наиболее часто встречающихся, имеется ряд минорных аминокислот, являющихся компонентами лишь некоторых белков. Каждая из этих минорных аминокислот представляет собой химическую модификацию основных протеиногенных аминокислот, например гидроксипролин или гидроксилизин. [c.17] Биполярность аминокислот обеспечивает ряд очень важных их свойств, таких, как высокая растворимость в воде, а также высокие дипольные моменты их молекул. Относительно высокие температуры плавления обусловлены тем, что их кристаллы обладают ионной решеткой. В водных растворах аминокислоты ведут себя либо как кислоты, либо как основания, проявляя тем самым амфотерные свойства. [c.20] Значение pH, при котором как аминная, так и карбоксильная группы заряжены и эти заряды скомпенсированы, называют изоэлектрической точкой (р/). Ряд аминокислот не имеет ионогенных групп в боковых химических группировках, в этом случае величина р/равна полусумме рА аминной и карбоксильной групп. Если же какая-либо аминокислота содержит дополнительные ионогенные группировки, то при расчете р/следует учитывать их вклад. [c.20] Для аминокислот характерны специфические кривые титрования, зависящие от числа ионогенных группировок. Если аминокислота имеет одну аминную и одну карбоксильную группировки, то. кривая титрования имеет два перегиба, соответствующих отщеплению одного протона (рис. 2.1). [c.20] На основании кривых титрования глицина и других моноаминомонокар-боновых аминокислот можно заключить, что все они при любых значениях pH ведут себя как сильные электролиты и обладают буферными свойствами. [c.20] Ни одна из 20 протеиногенных аминокислот не поглощает свет в видимой области спектра. Ароматические аминокислоты поглощают свет в ультрафиолетовой области спектра, причем триптофан и тирозин при 280 нм, а фенилаланин — при 260 нм. [c.20] На этой реакции основано качественное и количественное определение аминокислот как в лабораторной практике, так и промышленных производствах. [c.20] Получение аминокислот в промышленных условиях осуществляется посредством химического или микробиологического синтеза. [c.21] Химический синтез поливариантен, однако во всех случаях связан с получением рацемических смесей, которые затем необходимо разделять на оптически активные стереоизомеры. Синтез, предложенный в XX в. [c.21] Вернуться к основной статье