Лизин микробиологический синтез

В последние годы широкое применение в народном хозяйстве и медицине находят различные аминокислоты. Особое значение они имеют для сбалансирования белкового питания. Некоторые пищевые и кормовые продукты не содержат в своем составе необходимых количеств незаменимых аминокислот, в частности лизина. К таким продуктам относятся пшеница, кукуруза, овес, рис и ряд других. Для ликвидации возможного дисбаланса аминокислоты используют в чистом виде или вводят в состав комбинированных кормов, выпускаемых промышленностью. Поэтому основной сферой применения аминокислот следует считать создание рационов, позволяющих понизить содержание растительных белков в кормах. Показано, что искусственные смеси аминокислот позволяют экономить расход естественных кормов. Кроме добавок к кормам сельскохозяйственных животных, аминокислоты используются в пищевой промышленности. Применяются они и при изготовлении ряда полимерных материалов, например синтетической кожи, некоторых специальных волокон, пленок для упаковки пищевых продуктов. Ряд аминокислот или их производных обладают пестицидным действием. Метионин и у-аминомасляная кислота широко применяются как лекарственные средства. Удельный вес применения аминокислот в различных отраслях хозяйства может быть продемонстрирован на примере Японии, где на долю пищевой промышленности приходится 65% всех производимых в стране аминокислот, на животноводство — 18, для медицинских целей — 15 и на прочие нужды — 2 %. Мировой уровень производства аминокислот достигает в настоящее время нескольких миллионов тонн в год. В наибольших количествах в мире вырабатываются L-глутаминовая кислота, L-лизин, DL-метионин, L-аспарагиновая кислота, глицин. Основными способами получения аминокислот являются следующие экстракция из белковых гидролизатов растительного сырья, химический синтез, микробиологический синтез растущими клетками, при использовании иммобилизованных микробных клеток или ферментов, выделенных из микроорганизмов. [c.338]

Микробиологический синтез триптофана. Наряду с лизином разработаны промышленные технологии получения кормовых и высокоочи-щенных препаратов другой незаменимой аминокислоты — триптофана. Для производства этой аминокислоты применяется как одноступенчатый синтез с помощью бактериальных ауксотрофных мутантов с нарушенной регуляцией, так и двухступенчатый синтез, включающий вначале получение предшественника триптофана, а затем его ферментативное превращение в конечный продукт — триптофан. [c.281]

Из рис. 35 видно, что гомосерин является предшественником треонина и метионина. Это соединение находит применение в фармацевтической промышленности, а также в производстве лизина микробиологическим синтезом. Дело в том, что промышленные продуценты лизина — это штаммы коринебактерий, ауксотрофные по гомосерину. [c.189]

Аминокислоты можно получать путем выделения из белковых гидролизатов, с использованием микробиологических методов, с помощью ферментативных методов или путем химического синтеза. Первые три подхода дают ь-аминокислоты, а при химическом синтезе получаются оь-соедине-ния, которые нужно еще разделить на оптические антиподы. До недавнего времени аминокислоты удавалось полущть только в очень малых количествах, но в последние годы их производство приняло индустриальные масштабы и в 1977 г. достигло 400 ООО т. Аминокислоты используются как вкусовые добавки в пищевой промышленности (глутамат натрия, аспарагиновая кислота, Щ1СТИН, глицин и аланин), как питательные растворы и терапевтические средства в медицине (все протеиногенные аминокислоты), как добавки для улучшения неполноценных питательных белков и фуража (лизин, метионин, триптофан), как промежуточные вещества в косметической промышленности (серин, треонин, цистеин), а также как исходные вещества для синтеза различных пептидов. [c.38]

Разработан способ микробиологического синтеза L-лизина [361] и предложена технологическая схема выделения кристаллического лизина из ферментативных растворов с использованием ионитов [362]. По технологической схеме (рис. Х.З) ферментативный раствор из ферментатора 2 через сепаратор 1 подается в сборник 4, где устанавливается pH раствора 7,0. Освобожденный от биомассы ферментативный раствор подают в ионообменную установку 6 со скоростью 0,08—0,12 см/с. Сорбция проводится в псевдоожиженном слое катионита КУ-2 или КБ-4П-2. Соотношение слоя высоты катионита к диаметру колонны составляет от 8 1 до 10 1. Ферментативный раствор лизина прекращают подавать после насыщения первых двух колонн лизином. Момент отключения колонн на промывку определяют расчетным путем с использованием кинетических констант (табл. Х.2) [355]. [c.298]

Технология получения лизина, как и других аминокислот, одноступенчатым микробиологическим синтезом в зависимости от источника углерода предполагает использование специально подобранных штаммов-продуцентов. Количество субстрата, технология внесения его в среду, степень утилизации определяются физиологическими особенностями выбранного продуцента и адаптацией его к взятому источнику углерода. [c.37]

Микробиологический синтез лизина. Белки семян зерновых культур (пшеницы, ячменя, кукурузы и др.) не сбалансированы по содержанию незаменимых аминокислот и прежде всего лизина. Поэтому для удовлетворения потребностей животноводства в нашей стране, как и в ряде других стран (Япония, США, Франция, Испания, Югославия), организовано крупнотоннажное производство этой незаменимой аминокислоты. В основу производства положены технологии с использованием одноступенчатого микробиологического синтеза, которые включают промышленное культивирование ауксотрофных мутантов бактерий из рода СотупеЬас1егшт, способных к сверхсинтезу этой аминокислоты. Обычно у диких штаммов, из которых получены ауксотрофные мутанты, сверхсинтеза лизина не наблюдается, так как у них действуют механизмы саморегуляции. В клетках бактерий аминокислота лизин синтезируется из аспарагиновой кислоты через ряд промежуточных этапов, связанных с образованием полуальдегида аспарагиновой кислоты, дигидропиколино-вой кислоты и а,8-диаминопимелиновой кислоты, являющейся непосредственным предшественником лизина. Полуальдегид аспарагиновой кислоты является также одним из предшественников в синтезе аминокислот— треонина, метионина и изолейцина (схема I). [c.276]

В ряде стран (Япония, США) для получения лизина применяется химико-энзиматический метод, позволяющий создать высокоэффективные технологии, сочетающие достоинства химического и микробиологического синтеза. Эти технологии основаны на ферментативной конверсии в лизин а-амино-8-капролактама, который получают путем химических реакций из циклогексана [c.280]

Микробиологическое окисление углеводородов нефти можно проводить в двух направлениях выращивать микроорганизмы для использования их как таковых (что делается в большинстве работ) и экстрагировать из водной среды вырабатываемые микроорганизмами ценные продукты. На этих свойствах микроорганизмов основаны применяемые в ряде стран промышленные методы получения аминокислот и витаминов путем микробиологического синтеза [93—104]. Наибольший интерес представляют те виды микроорганизмов, которые, перерабатывая углеродсодержащие вещества, выделяют в реакционную среду преимущественно одну ка-кую-либо аминокислоту. Таким способом в промышленных масштабах в настоящее время получают глутаминовую кислоту и лизин. Над разработкой методов биосинтеза других аминокислот интенсивно работают ученые в лабораториях Японии, США, СССР и других стран [105—117]. [c.79]

Аминокислоты, синтезируемые микроорганизмами, имеют только -форму, что является большим преимуществом способа. Микробиологическим путем получают в промышленных масштабах многие аминокислоты (особенно за рубежом, в нашей стране пока налажено производство только лизина). Микробный синтез аминокислот при наличии активного продуцента практически имеет неограниченные возможности. Для выращивания микробов используются отходы различных производств, что позволяет получать дешевый препарат для сельского хозяйства. [c.7]

Перснектнвность применения колонных бнореакторов для процессов микробиологического синтеза определяется рядом моментов, в том числе отсутствием выращивающих механических частей высокой надежностью и простотой обслуживания возможностью организации стерильного процесса малой установочной площадью и возможностью создания аппаратов большой единичной мощности возможностью организации многостадийного процесса ферментации и др. В работе [20] приведены данные по результатам использования колонных бнореакторов в процессах микробиологического синтеза для синтеза лизина в процессе спиртового брожения для выращивания грибов, дрожжей на глюкозе, дрожжей на этаноле и других процессов. [c.207]

Сейчас во всем мире в больших количествах получают глутаминовую кислоту или ее натриевую соль (около 100 ООО т в год), -лизин и метионин (по 50 000 т в год). Большую часть этого количества дает микробиологический синтез (за исключением получения метионина). Для биосинтеза используют ауксотрофные мутанты, т. е. бактерии, которые под влиянием мутагенных факторов (облучение, химическое воздействие и др.), утратили способность самостоятельно синтезировать какую-нибудь необходимую для роста и развития аминокислоту, например гомосерин, а с другой стороны, приобрели способность к сверхсинтезу другой аминокислоты. Это значит, что для роста и размножения таких бактерий в среде должны содержаться определенные аминокислоты — гомосерин, треонин или метионин и т. д. Очень часто этим мутантам необходим и биотин. Такие бактерии называют гомосериндефицитными или биотиндефицитными. В то же время эти мутанты обладают способностью в большом количе- [c.157]

Пром. М. с. исполь.зует непищ. сырье (углеводороды нефти и горючие газы, гидролизаты древесины, отходы от переработки свеклы и др.) для получ. антибиотиков, интерферона, нек-рых витаминов (напр., Ви), ферментов (напр., протеаз и липаз), аминокислот (глутаминовой к-ты, лизина и др.), нуклеотидов (напр., гуанозина), белково-витаминных концентратов и бактериальных удобрений, в У э б б Ф., Биохимическая технология и микробиологический синтез, иер. с англ., М., 1969 Журнал Всесоюзного химического общества им. Д. И. Менделеева , 1972, т. 17, 5. [c.342]

Конструкция и показатели работы колонного бнореактора с контактными устройствами и интенсивным циркуляционным контуром рассмотрены в работе [5]. Аппарат предназначен для биосинтеза лизина и имеет объем 100 м . Высота аппарата 10,6 м, корпус герметичен, в нпжней части расположен барботер, а в верхней — механический пеногаситель. Возможность применения аппаратов различной конструкции для стерильных процессов микробиологического синтеза рассмотрена в работе [16]. [c.207]

Поскольку практически весь -лизин, производимый в мире микробиологическим синтезом, расходуется на обогащение кормов сельскохозяйственных животных и птицы, основное внимание далее будет уделено рассмотрению технологических особенностей получения кормовых препаратов. [c.39]

За десятую пятилетку выпуск продукции микробиологического синтеза вырос на 50% [4]. Перспективы развития микробиологической промышленности СССР на ближайшие годы определены в Основных направлениях экономического и социального развития СССР на 1981— 1985 годы и на период до 1990 года , принятых на XXVI съезде КПСС. Предусматривается осуществить мероприятия по ускоренному развитию производства продукции микробиологического синтеза, обеспечив в 1985 г. рост выпуска продукции в 1,8—1,9 раза [4]. Намечено значительно увеличить производство товарного кормового микробиологического белка и лизина, а также антибиотиков для кормовых и ветеринарных целей, кормовых витаминов, микробиологических средств защиты растений, ферментных препаратов, премиксов, бактериальных удобрений и другой про- [c.350]

Вполне понятно, что в описанных ситуациях речь идет о незаменимых аминокислотах L-ряда, поскольку они необходимы для синтеза белка. Однако L-аминокислоты очень трудно создать путем химического синтеза, при котором получаются рацематы аминокислот, нуждающиеся в разделении на оптические антиподы. Поэтому основная масса аминокислот для нужд животноводства производится путем микробиологического синтеза, т. е. использования определенных микроорганизмов—продуцентов аминокислот, которые вьщеляют те или иные L-аминокислоты прямо в культуральную жидкость в количестве нескольких граммов на 1 л. В частности, в Институте биохимии им. А. Н. Баха под руководством чл.-кор. В. Н. Букина разработан экономичный микробиологический метод получения L-лизина, а во Всесоюзном научно-исследовательском институте генетики и селекции промьпцленных микроорганизмов его сотрудниками под руководством чл.-кор. В. Г. Дебабова методами генетической инженерии создан штамм кишечной палочки, выделяющий в культуральную среду до 30 г L-треонина. Ряд аминокислот получают также при помощи иммобилизованных бактериальных клеток и ферментов (см. гл. ПГ). Лишь метионин синтезируют заводским путем в виде рацемата, который столь же хорошо используется организмом, как и L-метионин. [c.277]

Биотехнология. Микробиологический синтез. Кормовые добавки. В связи с начавшимся широким использованием аминокислот (особенно незаменимых , см. раздел 10] в качестве добавок в корма сельскохозяйственных животных и птицы промышленность использует теперь, кроме химических методов синтеза, также и биотехнологические приемы. Уже освоены производства глутаминовой и аспарагиновой кислот, треонина, аланина, триптофана, метионина и лизина с использованием в качестве сырья крахмала, мелассы и патоки. С той же целью уже реализовано производство микробиальной биомассы из гидролизата кератинсодержащего сырья (рога, копыта, перо). [c.488]

При нехватке одной из аминокислот в белке он становится недостаточно полноценным и не полностью усваивается организмом. Поэтому аминокислоты, полученные синтетическим или микробиологическим путем, должны добавляться в пищу для повышения ее полноценности. Для этой цели широко используется, например, лизин, которого недостает в растительной пище (белке пшеницы). Смеси аминокислот применяются в медицине, для питания больных. Отдельные аминокислоты используют в разнообразных синтезах, в аналитической химии, некоторые аминокислоты применяются в пищевой промышленности в качестве вкусовых добавок. Для этой цели используется, например, мононатриевая соль глутаминовой кислоты, придающая продукту вкус н запах куриного бульона. [c.186]

Второй, микробиологический, путь синтеза аминокислот более прост, так как он дает сразу нужный стереоизомер. Его, как известно, используют для индустриального получения лизина и глутамата натрия. Для ряда других аминокислот такнад известны виды микроорганизмов — продуцентов, для прочих их предстоит пайти. Во всех случаях должна быть проведена селекция мутантов, как это сделано для микроорганизмов — продуцентов антибиотиков и витаминов. Во многих случаях это путь ближайшего будущего. Соблазнительны единая или близкая технология для всех аминокислот и получение сразу необходимого стереоизомера. Однако продуценты аминокислот выращиваются обычно на сахаристом, хотя бы и отходном, сельскохозяйственном сырье или гидролизатах древесины (с добавкой солей аммония, фосфорной кислоты и микроэлементов), следовательно, здесь еще нет чистого синтеза. [c.500]

Кормовой концентрат сх-лизина — порошок серо-коричневого цвета, горькосоляного вкуса, со Специфическим запахом. Получают путем микробиологического синтеза из углеводного сырья с использованием культуры Breviba terin № 22 с последующим концентрированием при выпаривании и сушкой. Выпускают под маркой ККЛ. Применяют в качестве добавок в корм сельскохозяйственным животным и птицам. [c.96]

Босенко А,М.,Дамберг Б.Э.-Прикл.биохимия и микробиол.,1978,14,№3,450-454 РЖБиохим,1978,17X574. Газохроиатографический метод определения свободного лизина в продуктах микробиологического синтеза. [c.391]

Оси. исследования — в обл. микробиологического синтеза хим. соед., в частности лимонной и итаконо-вой к-т. Под его руководством впервые в СССР начато (1964) пром. произ-во итакоповой к-ты. Один из авторов внедренных в произ-во методов получения кормового и кристаллического лизина, премиксов для животноводства, ряда ферментов и мед. препаратов. Гос. премия СССР (1952). [c.193]

Комбинированный, или энзиматический, способ получения -лизина. Предложен в 70-е годы японской фирмой Тойо Рейон ( Торей ). С его помош,ью получают с 95%-ным выходом и 99%-ной оптической чистотой -лизин, причем содержание аминокислоты в реакционной смеси может достигать 200 г/л, что практически более чем вдвое выше его содержания в культуральной жидкости, получаемой в одну стадию при направленном микробиологическом синтезе в наилучших производственных ферментациях. Технология процесса включает в себя органический синтез ), -a-aминo-e-кaпpoлaктaмa из циклогексана и его ферментативный гидролиз. Химическая схема получения -лизина по этой технологии следуюш,ая [c.13]

В настоящее время быстрыми темпами развивается новая область микробиологической промышленности — микробный синтез аминокислот, таких как лизин, глутаминовая кислота, изолейцин, валин, триптофан [ ]. В связи с этим большое значение приобретают разработка методов выделения -аминокислот из полученных микробным синтезом культуральных жидкостей. Одним из перспективных методов выделения аминокислот является электродиализ. Его применение для выделения L-aминoки лoт [c.117]

Микробиологический метод синтеза аминокислот основан на способности многих микроорганизмов накапливать в среде значительные количества таких продуктов. Среди микроорганизмов, получивших оценку как потенциальные продуценты глутаминовой кислоты, обнаружено много бактерий, ряд дрожжей и других грибов. Большинство обследованных штаммов микроорганизмов независимо от их систематического положения преимущественно накапливают а-аланин и глутаминовую кислоту. Значительно меньше штаммов и в меньшем количестве выделяют аспарагиновую кислоту, лейцин, валин, изолейцин, лизин. Строгой корреляции между видовой принадлежностью микроорганизмов и способностью их накапливать аминокислоты нет. [c.340]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология