Продуценты аминокислот

За последние годы в селекции продуцентов аминокислот активно начали использовать методы генной инженерии, позволяющие повышать дозу генов биосинтеза аминокислот путем их клонирования на плазмидах. Трансформируя гибридные плазмиды в клетки, удается повысить дозу генов и, следовательно, количество ферментов, ответственных за биосинтез соответствующей аминокислоты. [c.21]

Микроорганизмы — продуценты аминокислот [c.43]

Микробиологический синтез — в настоящее время весьма перспективный и экономически выгодный способ получения многих аминокислот. В процессе культивирования продуцентов аминокислот непосредственно синтезируются L-аминокислоты. Одна из важных задач микробиологического синтеза аминокислот — получение высокоактивных штаммов — продуцентов, в частности, с использованием методов генной инженерии. Именно таким способом в СССР получен высокоактивный штамм — продуцент L-треонина. [c.338]

Выше мы рассмотрели наиболее часто применяемые в практической селекции методы отбора штаммов с повышенной продуктивностью среди разных фенотипических классов мутантов. Основная цель использования этих методов — сузить диапазон поиска нужной мутации, сделать этот поиск менее трудоемким и более осознанным по сравнению со ступенчатым отбором случайных мутаций. Следует отметить, что метод отбора случайных мутаций с успехом заменяется на отдельных этапах селекции продуцентов антибиотиков, ферментов, витаминов другими приемами, которые обычно применяют в селекции продуцентов аминокислот и пуриновых производных. Это вызвано обнаружением прямых связей между синтезом определенных аминокислот [c.93]

Микроорганизмы обычно синтезируют каждую из аминокислот в определенных количествах, обеспечивая тем самым синтез специфических белков. Это объясняется тем, что контроль за скоростью биосинтеза каждой аминокислоты осуществляется по принципу обратной связи как на уровне генов, ответственных за синтез соответствующих ферментов (репрессия), так и на уровне самих ферментов, способных под действием избытка образующихся аминокислот изменять свою активность (ретроингибирование). Такой контроль исключает перепроизводство аминокислот, и выделение их из клетки возможно лишь у микроорганизмов с нарушенной системой регуляции. Такие культуры иногда выделяют из природных источников. Так, известны штаммы дикого типа, накапливающие в среде глутаминовую кислоту, пролин или валин. Однако основной путь селекции продуцентов аминокислот — получение ауксотрофных и регуляторных мутантов. Ауксотрофные мутанты отбирают на селективных средах после воздействия на суспензии бактериальных культур физическими (например, ультрафиолетовое или рентгеновское излучение) и химическими (этиленимин, диэтилсульфат, нитрозоэтил-мочевина и т. д.) факторами. У таких мутантов появляется дефектный ген, детерминирующий фермент, без которого не может осуществляться биосинтез определенной аминокислоты. Получение ауксотрофных мутантов — продуцентов аминокислот — возможно только для микроорганизмов, имеющих разветвленный путь биосинтеза, по крайней мере, двух аминокислот, образующихся из одного предшественника. Их биосинтез контролируется на уровне первого фермента общего участка согласованным ингибированием конечными продуктами (ретроингибирование). У таких ауксотрофных мутантов избыток одной аминокислоты при дефиците другой не приводит к подавлению активности первого фермента. Аминокислота, биосинтез которой блокирован в результате мутагенного воздействия, должна добавляться в ограниченном количестве. [c.20]

Известны два способа получения аминокислот одноступенчатый и двухступенчатый. Согласно первому способу, например, мутантный полиауксотрофный штамм — продуцент аминокислоты культивируют на оптимальной для биосинтеза среде. Целевой продукт накапливается в культуральной жидкости, из которой его выделяют согласно схеме на рис. 137. [c.447]

Антибиотик (продуцент) Аминокислота [c.184]

Конструирование штаммов на основе ступенчатого отбора существенно упрощается и ускоряется, если использовать селективные и полуселективные методы, позволяющие отбирать нужные мутанты из большой популяции клеток. Многие из таких методов основаны на использовании структурных аналогов естественных метаболитов и субстратов. Например, в селекции продуцентов аминокислот широко применяют аналоги этих соединений. Действуя как ретроингибиторы или корепрессоры, аналоги выключают синтез естественных метаболитов, однако не могут заменить их функционально. Более того, нередко аналоги подавляют ферментативные реакции, в которых участвуют природные соединения. Поэтому на минимальной среде с аналогом выживают и образуют колонии лишь те клетки, у которых нарушены механизмы негативной регуляции биосинтеза соответствующей аминокислоты и которые вследствие этого избыточно ее синтезируют. (Устойчивость к аналогу могут вызывать также мутации, которые блокируют его поступление в клетку.) Часто проводят несколько этапов селекции, используя различные аналоги или повышающиеся концентрации одного и того же аналога, а также получая мутации ауксотрофности и мутации, вызы- [c.79]

Многие аминокислоты в промышленном масштабе получают микробиологическим путем, выраш ивая на питательной среде микробов — продуцентов определенной аминокислоты. Наилучшие результаты достигнуты для L-глутаминовой кислоты и для L-лизина [И]. В качестве сырья обычно используется глюкоза или более дешевая меласса с добавкой солей аммония как источника азота и других солей, нужных для микроорганизмов. Однако имеются данные, что парафиновые углеводороды также могут служить источником углерода для микроорганизмов — продуцентов аминокислот [12]. Важнейший /предшественник глутаминовой кислоты — а-кетоглутаровая кислота — выделяется в среду при выращивании некоторых штаммов дрожжей на смеси нормальных углеводородов состава Сц — С в- Из одного килограмма парафинов образуется более 800 г кетоглутаровой кислоты [13]. [c.518]

Теперь, когда процесс конъюгации доказан для многих родов и видов бактерий, можно надеяться на успех использования его в целях изучения генетических рекомбинаций и для получения практически ценных штаммов — продуцентов аминокислот, витаминов и других веществ, а также для производства вакцин. [c.108]

Микроб — продуцент аминокислоты [c.448]

Микроорганизмы, образующие аминокислоты, не накапливают их в клетке, а постоянно секретируют в питательную среду. Поэтому аминокислоты выделяют из фильтрата культуральной жидкости. Выращивание микроорганизмов ведется в стерильных условиях. Обычно продуцентами аминокислот являются ауксотрофные му- [c.18]

Многие органические кислоты, в том числе и аминокислоты, получаю в промышленных масштабах с помошью микроорганизмов, осущест-вляюших неполные окисления. Преимущества использования грибов для получения лимонной, итакоповой, глюконовой, яблочной и других кислот выяснились уже в начале нашего столетия. Что касается бактерий, то еще десять лет назад с их помощью получали только уксусную и глюконовую кислоты однако теперь они играют большую роль и как продуценты аминокислот. [c.328]

В селекции продуцентов биологически активных веществ генетические рекомбинанты не нашли широкого применения, хотя попытки получить гибридные штаммы у продуцентов антибиотиков (грибов и актиномицетов) неоднократно предпринимались еще с 50-х годов XX в. и в ряде случаев были успешны. Развитие этого метода, очевидно, ограничивалось отсутствием у большинства микроорганизмов продуцентов биологически активных веществ систем генетического обмена. Появившаяся в последние годы возможность получения генетических рекомбинантов на основе слияния протопластов, доступная для очень многих микроорганизмов, вновь привлекает внимание селекционеров к методу гибридизации. Одно из важных достоинств этого метода состоит в возможности совмепления в одном геноме различных мутаций из разных родительских штаммов, не прибегая к дополнительной мутагенной обработке и поиску нужной мутации у исходного штамма. Уже имеются положительные примеры использования метода слияния протопластов в селекции продуцентов аминокислот и антибиотиков. Существенно, что метод слияния протопластов позволяет получать рекомбинанты между микроорганизмами разных видов и даже родов. [c.94]

Систематическое исследование фагов, активных на определенных видах бактерий, в некоторых случаях ведет к предположению, что существует неравномерность в распределении числа разных семей фагов в отношении бактерий определенных видов. Так, вирулентные фаги, выделенные в разное время и в разных географических зонах, активные на одном из штаммов кориебак-терий (продуцентов аминокислот), оказались принадлежащими к одной и той же семье. Возможно, что причиной такой неравномерности является использование лишь ограниченного числа штаммов индикаторных бактерий данного вида. С другой стороны, в определенных случаях нельзя исключать полностью и географического фактора. Действительно, согласно имеющимся наблюдениям фаги, активные в отношении Pseudomonas putida, выделяются чаще в степных зонах с богатыми почвами. Если эти выводы подтвердятся, их, безусловно, следует принимать в расчет при выборе места для заводов, использующих специфические бактерии-продуценты. [c.196]

Таким образом, получение продуцентов аминокислот предполагает обеспечение клетки всеми необходимыми компонентами для их биосинтеза и знание путей биосинтеза целевых аминокислот. [c.20]

Таким образом, селекционная работа по поиску продуцентов аминокислот базируется в настоящее время в основном на получении регуляторных мутантов, штаммов с множественными мутациями, обеспечивающими сверхсинтез целевых аминокислот представителями трех семейств — коринебактерий, энтеробактерий и бацилл. [c.30]

Технологические стоки и промывные воды, включающие клетки продуцента, аминокислоты и другие компоненты культуральной жидкости, а также следовые количества лизина, объединяют, упаривают и сушат с наполнителем до остаточной влажности 10%. Получают препарат, который используют как кормовой продукт, он содержит до 40% белковых веществ. [c.40]

Характеристика микроорганизма-продуцента как основы любого процесса промышленной биотехнологии определяет структуру промышленного производства. В технологическом процессе используются полезные свойства штамма и вместе с тем должно быть обеспечено сохранение и, если возможно, усиление его производственных качеств — скорости роста и качества в производстве белковых веществ и других продуктов этого типа, скорости биосинтеза у штаммов — продуцентов аминокислот, ферментов, антибиотиков и т. п. Недостаточное поддержание чистоты культуры может значительно снизить технологические и экономические показатели цеха, а в особо тяжелых случаях полностью исключить возможность дальнейшей промышленной эксплуатации штамма. [c.16]

Аминокислоты. Существ, преимущество М.с. лмино-кислот-возможность их получения в виде прир. изомеров (L-форм). Продуцентами аминокислот служат гл. обр. мутанты, лишенные ряда ферментных систем, благодаря чему происходит сверхсинтез необходимого продукта. Обычно используют бактерии, от юсящиеся к роду Breviba terium. Наиб. уд. вес среди аминокислот, вырабатываемых мировой пром-стью, занимают лизин и глутаминовая к-та. Получены мутанты микроорганизмов, способные к сверхсинтезу всех-кодируемых аминокислот. [c.82]

Отдельные штаммы E. oli используются в качестве продуцентов аминокислот, например аспарагиновой, триптофана. То же можно сказать о некоторых мутантах Proteus, способных еще и к синтезу некоторых нуклеотидов. [c.119]

Среди этих групп бактерий наибольшую практическую значимость для производства белковых веществ и аминокислот имеют 7-я и 17-я, которые включают в себя продуценты белка на газообразных углеводородах и продуценты аминокислот (роды oryneba terium, Arthroba ter, Pseudomonas и др.). [c.20]

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]

В промышленные среды не добавляют чистые аминокислоты. Их содержание в питательной среде пополняется за счет введения богатых аминокислотами отходов различных производств, а также гидролизатов белоксодержащего сырья кукурузный и рыбный экстракты гидролизаты шротов, остающихся после извлечения жиров из арахиса, сои, подсолнечника гидролизаты отходов молочной промышленности, содержащих казеин, рыбной муки, кормовых дрожжей. Дозировка этого вида сырья определяется, исходя из содержания необходимых для биосинтеза лизина аминокислот. Данные о содержании аминокислот и биотина в некоторых отходах и гидролизатах представлены в табл.51, Однако данные о содержании свободных аминокислот не всегда дают полное представление о всех формах усваиваемого аминного азота, так как многие продуценты аминокислот обладают пентидазной активностью. Опыт показывает, что максимум накопления L-лизина наблюдается при соотношении метионин треонин изолейцин, как 1 4 6, а содержание L-треони- [c.377]

Такая схема позволяет использовать в производстве до 30% посевного материала. По этой схеме из инокулятора поток культуры идет в посевной аппарат только во время загрузки. Один из них поочередно выполняет функции промежуточной емкости для создания непрерывности при поочередной подготовке и стерилизации аппаратуры. Когда схема работает на установившемся режиме, то 3 посевных ферментатора находятся в стадии выращивания культуры, а четвертый — в состоянии подготовки. Межстерилизационный период для аппаратуры, предназначенной для производства посевной культуры — продуцентов аминокислот, составляет 72 ч. Таких линий на производстве может быть несколько в зависимости от производительности предприятия и количества задаваемого посевного материала. Но используя непрерывный способ приготовления посевного материала, следует помнить, что при длительной работе батареи возможно возникновение ре-вертантов и утрата свойств продуцентом. Наблюдение за культурой здесь особенно важно. [c.391]

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]

При селекции эффективных продуцентов аминокислот широко применяют аналоги этих соединений. Действуя как ретроингибиторы или корепрессоры, аналоги выключают синтез естественных метаболитов, однако не могут заменить их функционально. Поэтому на минимальной среде с антиметаболитом выживают и образуют колонии лишь те клетки, у которых нарушены механизмы негативной регуляции биосинтеза соответствующей аминокислоты и которые вследствие этого избыточно ее синтезируют. Следует отметить, что устойчивость [c.280]

Гидролизаты, полученные из верхового малоразло-жившегося торфа, являются также высокоэффективным субстратом для производства дрожжей и продуцентов аминокислот, липидов и каротиноидов (Получение..., 1977 Гайлитис, 1978 Богдановская и др., 1978). Выяснено (Богдановская, 1980), что аминокислотный состав белка дрожжей, выращенных на гидролизатах торфа, по количеству и качеству не уступает составу аминокислот белка этих же дрожжей, выращенных на солодовом сусле, в то же время количество метионина в них вдвое больше, а наличие незаменимых аминокислот — лизина, треонина, валина, лейцина — свидетельствует о высоком качестве белка этих дрожжей. [c.14]

В, Г. Дебабов с сотрудниками (1979-1982 гг.), впервые продемонстрировав большие возможности генетической инженерии для получения штаммов — продуцентов аминокислот. Наиболее показателен пример создания штамма — продуцента L-треонина на основе лабораторного штамма Е. oli. [c.167]

Папример, 5-метилтриптофан, аналог триптофана, так же как и триптофан, ингибирует активность антранилатсинтетазы, но не заменяет собой триптофан в клеточном метаболизме, т. е. не способен включаться в клеточные белки без потери последними биологической активности. Вследствие этого данный структурный аналог необходимого метаболита задерживает рост бактерий, если он добавлен в питательную среду. Некоторые мутанты, устойчивые к ингибирующему действию 5-метилтриптофана, способны синтезировать значительные количества триптофана и выделять его во внешнюю среду, а антранилатсинтетаза у них оказывается нечувствительной к триптофану, т. е. не подвержена ретроингибированию этой аминокислотой. Такой методический прием часто используется в селекции продуцентов аминокислот, нуклеотидов и витаминов. [c.23]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология