Продукт метаболизма получение

В технологической схеме БТС осуществляются последовательно процессы подготовки питательного субстрата и среды для культивирования микроорганизмов, собственно процесс ферментации, обеспечивающий получение биомассы или биологически активных продуктов метаболизма клеток, процессы выделения клеток или клеточных компонентов и получения готового продукта микробиологического синтеза. Часть типовых процессов биотехнологии аналогичны по своим рабочим характеристикам и аппаратурному оформлению процессам химических производств, однако во многих случаях особенности физико-химических и биохимических свойств питательных сред и биологически активных веществ определяют характер технологического и аппаратурного оформления биотехнологических схем. Рассмотрим некоторые из них. [c.45]

Стадией, не имеющей аналогий в химической промышленности, является стадия культивирования соответствующего микроорганизма, проводимая либо с целью накопления собственно биомассы (производство дрожжей на основе гидролизатов растительного сырья или углеводородов нефти, кормовых антибиотиков, некоторых вакцинных препаратов, средств защиты растений и бактериальных удобрений), либо с целью получения продуктов метаболизма растущей популяции микроорганизмов (антибиотики медицинского назначения, аминокислоты, спирты, ферменты, антигенные препараты). Основным процессом этой стадии является рост популяции микроорганизмов на питательной среде определенного состава. Отсюда вытекает главная задача технологических разработок —создание условий, обеспечивающих максимальную утилизацию компонентов питательной среды и накопление целевого продукта с заданными свойствами. Естественно, что теоретической основой для этого являются закономерности, определяющие рост популяции микроорганизмов в зависимости от условий его осуществления. В общем есть все основания утверждать, что прогресс технологии микробиологических производств во многом зависит от уровня знаний теории собственно микробиологического синтеза. [c.5]

В случае оптимизации ферментации, направленной на получение продуктов метаболизма и микробиологической трансформации, казалось бы, достаточно математической модели, описывающей характер и особенности только этих процессов. Однако зависимости, если в них не фигурирует в том или ином виде концентрация биомассы, нельзя отнести к фундаментальным, так как все изменения, которые происходят в культуральной жидкости, являются следствием процессов размножения и отмирания микроорганизмов, что составляет сущность роста популяции. Модель накопления продуктов метаболизма или микробиологической трансформации, не учитывающая закономерностей накоп- [c.13]

ГИИ лежит расширенное воспроизводство микробных клеток и получение продуктов метаболизма (превращения поступающих в клетку веществ в конечные продукты). Скорость биохимического превращения определяется биохимическими процессами в клетке и развитием их популяции. Протекает множество ферментативных реакций, изученных еще не в полном объеме, тем не менее, в основные фуппы клеточных процессов можно объединить превращения, определяющие рост и размножение (отпочкование) клеток, утилизацию субстрата (питательной среды для них), образование продуктов метаболизма. Для объяснения структуры кинетического уравнения приведем его пример. [c.81]

Применение автолиза как метода дезинтеграции клеток микроорганизмов открывает широкие перспективы для получения разнообразных продуктов метаболизма. К ним относятся ферменты, антибиотики, витамины, аминокислоты, липиды, нуклеиновые кислоты, нук- [c.87]

Как природные, так и синтезируемые ФАВ существуют в виде сложных смесей веществ, их исходные растворы содержат десятки, сотни и тысячи компонентов, многие из которых близки к целевому продукту по своим физико-химическим свойствам. Если многостадийный химический синтез осуществляется с большой специфичностью, когда промежуточные и побочные продукты являются лишь примесями, то при направленном биосинтезе образуется многокомпонентный раствор, включающий вещества исходной среды и продукты метаболизма. Получаемая культуральная жидкость представляет собой очень сложную смесь веществ, из которой предстоит выделить один или несколько компонентов. Не менее важны и природные продукты, в том числе первичные экстракты из животных и растительных тканей и растворов, полученные на первых стадиях выделения природных ФАВ. Из всего сказанного следует, что выделение индивидуальных или высоко-очищенных ФАВ представляет собой сложную задачу, которая решается на основе использования различных современных высокоэффективных физико-химических методов. Это и является основной областью тонкой физико-химической биотехнологии. [c.5]

Основная математическая модель роста популяции может быть использована для расчета производительности (или продуктивности) культиватора по биомассе (или целевому продукту метаболизма), что дает возможность, с одной стороны, оценить режим ведения процесса как по концентрации снимаемого продукта, так и по величине посевной дозы, а с другой — охарактеризовать структуру процессуально-аппаратурной схемы производства и на основании предполагаемого размера аппаратуры оценить его мощность (или, естественно, решить обратную задачу). Таким образом, получив математическую модель определенного уровня и степени схематизации, соответствующей поставленной практической задаче, можно достаточно полно описать процесс микробиологического синтеза применительно к той аппаратуре, с использованием которой проводилось исследование, и определить сочетание оптимальных значений параметров, соответствующих максимальной величине выхода продукта. Вместе с тем необходимо отметить, что поиск, составление, проверка и определение величин констант и параметров математической модели, а также оптимизация процесса на ее основе являются не завершающим моментом исследования, а только началом технологической разработки. На основании полученной модели можно, с одной стороны, прогнозировать размеры и мощность производства, а с другой — получаемые неравенства, определяющие необходимую интенсивность процессов переноса, дают возможность проводить исследования, направленные на разработку конструкций аппаратов, а также режимов, обеспечивающих возможность воспроизведения установленных условий при масштабном переносе. [c.7]

Естественно, неслучайным представляется совпадение вида уравнений, полученных в различных исследованиях и описывающих симметричные варианты потребления компонентов питательной среды и накопления продуктов метаболизма. [c.221]

Полученные величины характеризуют кинетику выделения продуктов метаболизма и кинетику роста популяции. [c.238]

Полученные данные, графически представленные на рис. 3.7, демонстрируют типичный вариант необратимого выделения продуктов метаболизма при явно выраженном процессе интенсивного накопления глютаминовой кислоты в стационарной фазе роста популяции (кривая /). Изучение изменения относительной скорости накопления глютаминовой кислоты с ростом популяции (кривая 2) показывает, что [c.238]

Расчетные и экспериментальные данные, полученные при использовании уравнения ассимиляции для описания закономерностей потребления ряда компонентов среды и выделения продуктов метаболизма растущей культурой, в целом хорощо согласуются, что подтверждает справедливость развиваемых положений математического моделирования процессов роста и метаболизма популяций. Однако рассмотренные выше закономерности хотя и важны в практическом и в теоретическом отношении, но, с точки зрения их математического описания, они являются наиболее простыми, так как характеризуют кинетику ассимиляции лишь тех веществ, концентрация которых в культуральной жидкости изменяется только в результате роста и метаболизма популяции микроорганизмов. [c.248]

Если ставится задача получения при периодическом процессе культивирования биомассы продуцента, рационально вести процесс до момента перехода роста культуры в стационарную фазу. Если же в производстве получают продукт метаболизма, то конец процесса определяется экстремумом в накоплении этого метаболита, он может совпадать с логарифмической фазой, стационарной или с фазой отмирания. [c.51]

При микробиологической депарафинизации нефтяных дистиллятов выделяется нефтяной депарафинизат , содержащий некоторое количество продуктов метаболизма. Для их удаления депарафинизат подвергается щелочной очистке, а затем смешивается в определенной пропорции с головной фракцией для получения стандартных дизельных топлив или масел. [c.249]

После завершения ферментации отделяют либо клетки (клеточную массу), содержащие необходимое нам вещество, либо жидкость, в которой накопился конечный продукт В первом случае отходом является жидкая часть культурального "бульона", во втором — плотная часть (клетки) Культуральная жидкость содержит биообъект, недоиспользованные компоненты питательной среды, продукты метаболизма, включая ожидаемый конечный (целевой) продукт От качества целевого продукта зависит выбираемый метод сепарирования клеток Например, при производстве экзополисахаридов, или экзогликанов культуральные жидкости становятся вязкими и, даже, гелеобразными, из которых выделить клетки продуцента удается лишь после разбавления их водой в 10—20 раз с последующим нагреванием, например, до 80°С, и сепарированием в подогретом виде на мощных сепараторах типа "Альфа Лаваль" (Швеция) Полученный разбавленный раствор полисахарида подвергается концентрированию путем мембранной фильтрации и вакуум-упаривания Если минорные компоненты в полидисперсном полисахариде количественно малы, то такой полисахарид может быть использован в качестве готового продукта, например, как вспомогательное вещество при изготовлении различных лекарственных средств [c.242]

Активный продукт метаболизма шрадана, выделенный из американского таракана, подобен продукту, полученному окислением шрадана перманганатом калия [46]. Возможные пути гидролитического разложения, которыми можно было бы объяснить неэффективность шрадана для многих видов насекомых, пока не найдены. [c.66]

На примере деструкции фенола рассматривается возможность совершенствования процесса обезвреживания токсичных стоков ксенобиотиков с использованием гибридной системы очистки с совмещением процесса химического и биологического окисления по месту и времени. Показана возможность биологического окисления токсичных веществ в виде высококонцентрированных стоков в условиях замкнутой системы. Процесс реализуется с использованием микробного ценоза, преадаптированного к окислительному стрессу в периодическом режиме с подпиткой концентрированным субстратом. Полученные показатели в 2-3 раза (по скорости окисления) и в 10-20 раз (по количеству суммарно окисленного фенола в среде биологического культивирования) превышают величины, реализуемые в традиционных процессах биологического окисления. Обнаруженное явление роста преадаптированной к окислительному стрессу популяции микроорганизмов без накопления токсичных продуктов метаболизма позволяет создавать малоотходные высокопроизводительные системы культивирования микроорганизмов и биологической очистки и обезвреживания высококонцентрированпых стоков. [c.227]

Мочевина НаЫСОЫНг выделяется с мочой как основной азотсодержащий конечный продукт метаболизма белков. Она синтезируется в больших количествах в промышленном масштабе и находит применение как удобрение, в качестве сырья для получения мочевиноформальдегидных смол и в фармацевтической промышленности. [c.876]

Полученные выражения (2.20) и (2.21), описывающие закон роста численности популяции микроорганизмов во времени, по форме практически совпадают с некоторыми из уже рассматривавшихся математических моделей роста популяции (см. главу I уравнение логистической кривой Пирля, уравнение Ферхюльста, учитывающее внутривидовую борьбу, частный случай уравнения Вольтерра для одной популяции, уравнение полученное Хиншельвудом при учете токсического влияния продуктов метаболизма и др.). [c.113]

В моче, желчи, плазме крови, а также в некоторых органах 1,4-бенздиазепины присутствуют как в свободной, так и в конъюгированной форме. Поэтому иногда образцы обрабатывались 6 н. соляной кислотой для получения соответствующих бензофенонов [255, 256]. Однако таким способом можно получить лишь общее представление о наличии бенздиазепинов. Соотношение отдельных метаболитов, их свободных и конъюгированных форм определить нельзя,так как несколько продуктов метаболизма одного и того же препарата при кислотном гидролизе дают идентичный бензофенон. Для предотвращения гидролитического расщепления бенздиазепинов следует инкубировать биологические жидкости с Р-глюкуронидазой. В настоящее время это широко используется при анализе водорастворимых конъюгированных метаболитов. Обычно перед добавлением фермента (200—500 ед/мл) биологическую жидкость подкисляют до pH [c.219]

Выявлены возможности интенсификации бактериального процесса растворения золота с целью приближения его к условиям промышленного осуществления. Скорость бактериального выщелачивания увеличивается при предварительном получении продуктов метаболизма бактерий и их использовании в качестве выш,е-лачивающего агента. [c.153]

Описанные выще процессы протекают в капсулах, чехлах, слизистых выделениях, на поверхности клеточной стенки, в которых концентрируются все компоненты реакции восстановленные формы железа и марганца, перекись водорода, каталаза. Физиологический смысл процессов окисления Ре " и с участием Н2О2 — детоксикация вредного продукта метаболизма. Ни в одном случае окисление железа и марганца не приводит к получению бактериями энергии. [c.377]

Окисление железа и марганца и отложение их окислов в чехлах этих бактерий не связано с получением ими энергии. К окислению Fe при pH 6—8 могут приводить процессы как химической, так и биологической природы. Окисление марганца в этих условиях имеет биологическую природу. В обоих случаях окисление связано с действием перекиси водорода, количество которой в среде в определенных условиях может достигать 10—20 мг/л. Процесс локализован в чехлах, где концентрируются продукты метаболизма и внеклеточные ферменты. У мутантов, лишенных чехлов, накопления окислов железа и марганца не происходило. Таким образом, с помощью восстановленных форм железа и марганца обеспечивается удаление Н2О2 — токсического продукта клеточного метаболизма. [c.378]

Для остальных организмов образование окислов железа и марганца не связано с получением энергии и происходит в результате неспецифических реакций ионов металлов с продуктами метаболизма, прежде всего продуктами неполного восстановления О2. Неспецифичность функции перекисного окисления железа и марганца, проявляющейся у широкого круга эубактерий, ставит вопрос о правомерности использования термина железобактерии в значении, предложенном X. Молишем. Некоторые авторы в связи с этим считают целесообразным для обозначения остальных организмов использовать названия железоокисляющие и мар-ганецокисляющие бактерии. [c.381]

Кроме природных витаминов Ki и Ki>, известно большое количество их синтетических аналогов, часто обладающих более высокой биологической активностью. Среди них надо упомянуть менадион (витамин К. ), который способен алкилироваться в организме до менахинона-4 (K..(ju)) и рассматривается как промежуточный продукт метаболизма остальных витаминов К соответствующий гидрохинон (витамин К. ) аминонафтолы (витамины Кп и К ) и диамин (витамин К ) викасол — бисульфитное производное, полученное М. Муром (СД]А) в 1941 г. и независимо в 1943—1944 гг. А. В. Пал-ладиным и М. М. Шемякиным. [c.689]

С развитием в последние годы биотехнологических методов стало возможным получать биосинтезом флокулянты как в виде биомассы клеток микроорганизмов, так и в виде их отдельных продуктов метаболизма. Наиболее простым способом является получение биомассы клеток микроорганизмов, так как реализация других способов затрудняется необходимостью очистки и обезвоживания целевого продукта. Флокулянты, получаемые тем или другим способом, будем называть биофлокулянтами. Выделение из культуральной жидкости какого-либо класса биополимеров, являющихся эффективными флокулянтами, представляет определенные трудности при получении их в большом количестве. [c.51]

В [49] описан количественный люминесцентный метод определения /V -метилиикотинамида как одного из главных продуктов метаболизма никотиновой кислоты. 1Иетод основан на получении флуоресцирующих продуктов взаимодействия с кетонами. [c.206]

Измерение внутриклеточных концентраций метаболитов. Измерение концентраций промежуточных продуктов метаболизма в живой клетке сопряжено с большими экспериментальными трудностями. Поскольку клеточные ферменты катализируют быстро протекающие метаболические превращения, одна из обычных проблем при всяком экспериментальном вмешательстве в жизнь клетки связана с тем, что данные, полученные путем измерений, отражают не физиологические, а равновей1ые концентрации метаболитов. Поэтому любая экспериментальная методика будет надежной лишь в том случае, если с ее помощью удастся мгновенно подавить все ферментативные реакции в интактной ткани и тем самым предотвратить дальнейшие превращения промежуточных продуктов метаболизма. Этой цели можно достичь путем быстрого сжатия ткани между большими алюминиевыми пластинами, охлажденными жидким азотом ( —190°С) такой прием носит название фиксация замораживанием . После замораживания, мгновенно подавляющего действие ферментов, ткань растирают в порошок и ферменты инактивируют путем осаждения хлорной кислотой. Осадок удаляют центрифугированием, а прозрачную надосадочную жидкость анализируют на содержание в ней метаболитов с помощью специфических ферментативных тестов. Истинную концентрацию данного метаболита в клетке определяют расчетным путем, учитывая общее содержание воды в ткани и данные измерений объема внеклеточного пространства, В табл. 1 приведены кажущиеся внутриклеточные концентрации субстратов и продуктов реакции фосфорилирования фруктозо-6-фосфата, катализируемой фер- [c.474]

Получение мутантов, способных к сверхпродукции промежуточных продуктов метаболизма Индукция определенных ферментативных процессов Ингибированная ферментация Направленный синтез из предшественников в обход метаболического контроля Биокатализ по завершении роста Одностадийные превращения, позволяющие обойтись без очистки фермента или принятия мер по сохранению его стабильности Многостадийные процессы ферментативной конверсии Биокатализ in vitro Использование очищенного фермента для одностадийной конверсии какого-либо природного субстрата Одностадийное образование химических промежуточных продуктов из неприродных субстратов с использованием очищенных ферментов с широким спектром действия Многостадийные полусинтетические метаболнтические процессы Химический катализ на основе биологических принципов Создание химических аналогов ферментативных процессов Получение химических катализаторов с биологической специфичностью (образование биоорганических комплексов ) [c.134]

Свежий этилен (20 мкюри ммоль), полученный прямо с предприятия,вводили в атмосферу до концентрации 250 и 2000 частей на 1 млн. Через 4 час в продукты метаболизма плодов авокадо включалось 0,018 и 0,043% этилена соответственно [58]. Небольшое, но ош,утимое количество С -этилена превраш,алось в СОг. При любой исходной концентрации этилена примерно /4 радиоактивных продуктов обмена представляла собой летучие соедипения. С помощью фракционной перегонки радиоактивных продуктов удавалось сконцентрировать 66% этих летучих веществ в первых порциях (0,4%) дистиллята. Эта фракция, судя по спектру поглощения в ультрафиолете, содержит бензол и толуол. [c.395]

Фемин и Грей [55] применили БРХ для разделения продуктов метаболизма ацетонитрила в бактериях. Для этого применялась нисходящая хроматография с ис-пользовайием нескольких растворителей, а после высушивания хроматограммы разрезали на фрагменты для измерения методом жидкостного сцинтилляционного счета. Соединения также элюировали с бумаги водой и активность полученных растворов определяли тем же методом, [c.70]

На первом этапе исследования в лабораторных условиях и при использовании аппаратуры, обеспечивающей протекание процесса роста популяции микроорганизмов в кинетической области (в отношении газообразных низкорастворимых компонентов, например кислорода или метана), изучаются законы элементарного акта (или актов) микробиологического синтеза, которые не зависят от масштабов эксперимента. Результатом такого исследования должно явиться создание математической модели элементарного акта в форме кинетического уравнения (или системы уравнений и, возможно, неравенств), описывающих закономерности роста популяции микроорганизмов, а в качестве следствия этой основной модели — описание также процесса потребления компонентов питательной среды и выделения продуктов метаболизма. В данной же серии экспериментов на основании устанавливаемых количественных зависимостей величин параметров или констант, входящих в полученную математическую модель изучаемого процесса, от условий его осуществления проводится оптимизация процесса по выходу целевого продукта. Это в первую очередь касается состава питательной среды, зна- [c.6]

В том или ином виде вопросы кинетики потребления компонентов питательной среды, а также и накопления продуктов метаболизма ставились при создании моделей роста популяции, когда лимитирующий компонент субстрата, или ингибирующий продукт метаболизма рассматривался как фактор, регулирующий накопление биомассы. Эти компоненты культуральной жидкости представлены в уравнениях роста биомассы, полученных на основании приложения принципов формальной кинетики для описания процессов роста популяции. Путем несложных преобразований ряда предложенных и рассмотренных выше уравнений роста можно получить зависимости и для описания кинетики потребления компонентов субстрата или накопления продуктов метаболизма. В то же время согласие результатов экспериментального определения изменения состава питательной среды с рассчетными данными во многом зависит от того, насколько соответствуют действительности предположения о характере роста биомассы, сформулированные при создании модели. В этом смысле соответствие реально наблюдаемому процессу уравнений, описывающих изменения состава культуральной среды и являющихся следствия.ми уравнения роста биомассы, является одновременно и проверкой правильности допущений, сделанных в отношении механизма роста популяции. [c.216]

Данные, полученные Шанцом, очень хорошо подтверждают наблюдения, сделанные Саммером с соавторами (Sommer et al., 1937) еще в 1937 г., который первым утверждал, что моллюски становятся ядовитыми только после поглощения клеток G. atenella. Тогда же им было показано, что токсин является продуктом метаболизма самой водоросли, а не сопутствующих бактерий. [c.52]

Обычно бывает трудно составить математическое описание процессов получения биомассы и продуктов метаболизма. Это обусловлено тем, что культивирование ведется в сложной среде с неизвестным лимитирующим фактором. В таких случаях необходимо использовать графоаналитические методы предсказания, из которых наибольшее распространение получил метод R. Luedeking и Е. Piret [32]. Для перехода от периодического [c.79]

Для получения новых пенициллинов наиболее эффективными окааались два пути. Вначале было выяснено, что если в питательную среду, обычно содержащую фенилуксусную кислоту или ее производные, вводить вместо последних определенные количества некоторых других кислот, например фе- ноксиуксусной кислоты, то удается обмануть плесень и вместо обычного продукта метаболизма — бензилпенициллина — она будет образовывать новый продукт. Это будет тоже пенициллин, но содержащий другую боковую цепь. Таким путем было получено несколько сот различных, так называемых биосинтетических пенициллинов, содержащих необычные группировки или атомы (например, остатки тиофена, атомы селена и др.). Некоторые из биосинтетических пенициллинов в том или ином отношении заметно отличались от бензилпе нициллина, но только один из них — феноксиметилпеницил--ЛИН — нашел широкое практическое применение, [c.113]

Этим способом были приготовлены колонны с полярной жидкой фазой ОУ-225 (полиметилпропилнитрилсилоксан) для разделения стероидов, выделенных из мочи [39]. Анализ стероидов проводился также в работах [63—71]. Предложен также способ получения высокоэффективных стеклянных капиллярных колонн для анализа стероидов, органических кислот и продуктов метаболизма лекарств [c.153]

Разработанный в настоящей статье метод по.чучения различных о-за-мещенных ароилакриловых кислот позволил осуществить новый синтез [ -(о-иитробензоил)акриловой кислоты, из которой легко может быть получен кинуренин [5]. Это природное соединение играет, как известно, большую роль в генном образовании пигментов у насекомых [10], а также является центральным продуктом метаболизма триптофана в организме млекопитающих и в микроорганизмах [10, И]. Кинуренин был впервые синтезирован в 1942 г. Бутенандтом с сотр. [12], которым принадлежит установление его структуры. [c.230]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология