	Главная \| Случайная страница \| Контакты \| Мы поможем в написании вашей работы!

Биотехнологическое производство и опасность биообъекта для окружающей среды

⇐ Предыдущая 2 3 4 5 678 9 10 11 Следующая ⇒

Опасность представляют микроорганизмы. Контроль в этом случае предусматривает:

1. герметичность аппаратуры

2. стерилизацию ферментера и трубопроводов специальными веществами, не
разъедающими металл, из которого изготовлена аппаратура.

3. генетические методы: вставление дефекта в биообъект, то есть уничтожается ген,
обуславливающий образование фермента, синтезирующего какой-либо витамин или
аминокислоту - при этом биообъект может размножаться только на определенной
питательной среде, но при попадании в окружающую среду, он гибнет (в окружающей
среде нет для него жизненно важных питательных веществ, привычной для него
питательной среды.

4. физические методы, такие как уменьшение атмосферного давления в ферментере на
несколько миллиметров (мм) ртутного столба (рт.ст.). В этом случае при нарушении

ОТВЕТЫ К СИТУАЦИОННЫМ ЗАДАЧАМ < 3 ►

БИОТЕХНОЛОГИЯ ММА им. И.М. Сеченова

герметичности не будет происходить выброс продуцента в атмосферу (согласно общим физическим законам разности давлений).

5. методы, позволяющие обнаруживать так называемые «убежавшие» в окружающую среду микроорганизмы. В производственном цехе делают смывы и в них опускают зонды. Эти зонды имеют антитела к антигенам биообъекта, антитела связаны с железом, играющим роль метки. Если в смывах имеются клетки с антигенами, то они будут прилипать к зонду.

Продукты опасные в экологическом плане

К продуктам, опасным в экологическом плане не относятся аминокислоты и белки. К продуктам, опасным в экологическом плане относятся антибиотики. Почему? Антибиотики способны влиять на микрофлору цехов и само биотехнологическое производство, если они находятся в воздухе цехов во взвешенном состоянии, поэтому в производстве антибиотиков обязательно применяются правила GMP. (смотри лекцию правила GMP, GCP, GLP). Помимо применения в медицине антибиотики используют в ветеринарии, в животноводстве для увеличения привеса сельскохозяйственных животных, но опыт показывает, что в сельском хозяйстве нельзя применять те же антибиотики, что и для человека, так как к ним будет неизбежно развиваться такое явление как резистентность, то есть невосприимчивость организма к антибиотикам и, как следствие, невозможность проведения лечения этими антибиотиками в случае необходимости.

ОТВЕТЫ К СИТУАЦИОННЫМ ЗАДАЧАМ < 4

БИОТЕХНОЛОГИЯ ММА им. И.М. Сеченова

Задача 27

Наше время характеризуется тем, что наряду с достижениями цивилизации, в частности, с развитием и активным применением природных и полусинтетических антибиотиков, с использованием ядохимикатов в сельском хозяйстве для повышения его рентабельности и других продуктов химического синтеза, имеет место значительное расширение распространения таких негативных явлений как дисбактериозы. Эта неблагополучная ситуация в нашей жизни связана с подавлением молочнокислых бактерий, обитающих в желудочно-кишечном тракте человека, что в свою очередь создает условия для усиленного размножения условно патогенных и гнилостных микроорганизмов. Одновременно оказывает влияние на возникновение дисбактериоза изменение характера нашего питания, экологические факторы внешней среды, различные стрессовые ситуации.

Мы знаем, что сожительство двух различных организмов называется симбиозом, в рассматриваемом случае этот симбиоз имеет 4 варианта развития в зависимости от их взаимоотношений - это: -мутуализм (симбиоз взаимовыгодный)

-паразитизм (симбиоз не взаимовыгодный, т.е. один живет за счет другого) -нейтрализм (симбиоз без влияния друг на друга) -комменсализм (симбиоз с выгодой для одного без вреда для другого).

Микрофлору можно различать еще и как пристеночную и полостную.

Нормальная или резидентская микрофлора желудочно-кишечного тракта представлена следующими видами ее:

• бифидобактерии (наиболее распространены, особенно преобладают у младенцев)

• лактобациллы и энтерококки

• грамотрицательные бактерии (рода Bacteroides)

• грамположительные бактерии (рода Clostridium)

• энтеробактерии (E.coli)

• стафилококки

• пентострептококки

• дифтероиды.

• дрожжеподобные грибы (рода Candida) в небольших количествах, плесневые грибки)
Чем полезна нормальная микрофлора для человека? Ее необходимость обусловлена тем,
что:

1. она обеспечивает синтез витаминов, аминокислот, органических кислот и других
биологически активных соединений,

2. она увеличивает неспецфическую резистентность организма хозяина к
инфекционным заболеваниям, препятствуя развитию патогенных
микроорганизмов (явление колонизационной резистентности)

В резидентской микрофлоре доминируют молочно-кислые бактерии. Они подавляют развитие патогенна и гнилостных микроорганизмов (Bacteroides, Clostridium, Proteus) за счет колонизации (адгезии) эпителия кишечника. Механизм этого подавления до конца не ясен,

ОТВЕТЫ К СИТУАЦИОННЫМ ЗАДАЧАМ 1 ►

БИОТЕХНОЛОГИЯ ММА им. И.М. Сеченова

однако известно, что противопатогенные свойства мол очно-кислых бактерий определяются:

• образованием молочной кислоты и понижением рН

• образованием пероксида водорода (перекиси водорода) (бактерицидное
действие)

• образованием антибиотических веществ (ацидофилин, ацидолин, низин и

ДР-)

• образованием биопленки на эпителии кишечника (адгезия)

• антиэнтеротоксической активностью против E.coli.

• изменением окислительно-восстановительного потенциала, как
неблагоприятной среды для аэробных микроорганизмов.

Кроме того, молочнокислые бактерии способны расщеплять лактозу и метаболизировать холестерин (против атеросклероза). Они же обнаруживают и противоопухолевую активность, обезвреживая канцерогены, когда он тем или иным способом попадают в организм, или какие либо токсические вещества, выделяемые внутри организма. Например, лактобациллы потребляют нитриты продуктов, предотвращая тем самым образование канцерогенных нитрозаминов в организме человека. Они угнетают клостридии, пептострептококки и стафилококки, снижая выработку этими организмами ферментов (азотредуктазы, нитроредуктазы и других), вызывающих образование канцерогенов. Наконец, молочнокислые бактерии и компоненты их клеточных стенок прямо подавляют опухолевые клетки, а также стимулируют иммунные реакции организма. Технология культивирования.

Выделяются штаммы из здорового организма человека, проводят идентификацию до вида. Проверяют безвредность штамма для клеток кишечника. Отбирают штаммы антагонистическиактивные. Культивируют на искусственных питательных средах. Одно из особых требований к штаммам пробиотиков - это способность выдерживать замораживание и высушивание. Лиофильный штамм поступает в лабораторию, на производство, где его проверяют на соответствие паспорту. Затем культивируют, высевая на питательную среду (это может быть молоко, агар и другие). Защищают клетки от замораживание с помощью криопротекторов.

ОТВЕТЫ К СИТУАЦИОННЫМ ЗАДАЧАМ < 2

БИОТЕХНОЛОГИЯ ММА им. И.М. Сеченова

Задача 28

При создании препрарата колибактерин в качестве источника был использоан штамм кишечной палочки с его высокой продуктивностью и непатогенностью. Это требования к продуценту в числе прочих, (высокая продуктивность, не патогенность, устойчивость к вирусам и фагам, использование дешевых питательнеых сред, нетоксичность, соответствие требованиям промышленного производства и особые требования - это выдерживание низких температур, необходимой при замораживании и леофильной сушке препарата. Этот штамм продуцирует бактерицидные вещества, подавляющих рост энтеропатогенных штаммов кишечной палочки. Образуемый в этом случае кишечной палочкой пептидный антибиотик колицин, подавляет рост патогенных штаммов кишечной палочки. Получение препарата бифидумбактерина было основано на штамме Bifidobacterium bifidum. Этот препарат дает хороший эффект при излечении диареи, которая достаточно плохо поддается лечению антибиотиками. Препарат лактобактерин имеет в своей основе живые клетки лактобацилл. Обычно делают и используют монопрепараты нормофлоров, хотя бификол - это двухкомпонетный препарат из коли- и бифидумбактерина.

В последние годы получила развитие гнотобиология - как раздел экспериментальной биологии, занимающийся выращиванием стерильных животных (гнотобионтов), а также животных, микрофлора которых представлена одним или несколькими видами микроорганизмов.

Особое значение имеют данные по иммунобиологии, полученные на гнотобиотических животных, то есть микроорганизмы эти носят защитный характер от множества инфекций (усиливают иммунитет).

Таким образом, становится актуальной задача внедренных в практику препаратов на основе живых культур симбионов.

Важнейшим компонениом этих препаратов являются молочнокислые бактерии:

- лактобациллы

- энтерококки

- бифидумбактерии.

Следует отметить, что получение препаратов требует совершенствования технологии культивирования микроорганизмов.

Технология культивирования.

Выделяются штаммы из здорового организма человека, проводят идентификацию до вида. Проверяют безвредность штамма для клеток кишечника. Отбирают штаммы антагонистическиактивные. Культивируют на искусственных питательных средах. Штаммы должны выдерживать замораживание и высушивание. Лиофильный штамм поступает в лабораторию, на производство, где его проверяют на соответствие паспорту. Затем культивируют, высевая на питательную среду (это может быть молоко, агар и другие). Защищают клетки от замораживание с помощью криопротекторов.

Сегодня наиболее широко известны следующие продукты нормофлоров:

- колибактерин

- бифидумбактерин

ОТВЕТЫ К СИТУАЦИОННЫМ ЗАДАЧАМ 1 ►

БИОТЕХНОЛОГИЯ ММА им. И.М. Сеченова

- лактобактерин

- бификол (смесь коли и бифидумбактерина)

- примадофилюс бифилюс

- ацилакт

- бифидорм
-энтнрол

Гастрофарм - не пробиотик

Бактисубтил - не продуцент гидролитических ферментов плюс (+) Антибиотические вещества типа полимиксина (грамотрицательный)

Применение нормофлоров в педиатрии при острых кишечных инфекциях, длительных кишечных дисфункциях.

Показания: - недоношенным детям в случаях, когда у матерей был токсикоз

- при нарушениях кормления грудью (мастит, трещины сосков и т.д.)

• детям с - анемией

- рахитом

- диарезом

- на искусственном вскармливании

• детям старшего возраста

- при колитах

- энтнроколитах, с дефицитом бифидофлоры

- при дисбактериозе кишечника.

Предпочтительная фаза роста микроорганизмов - это трофофаза на питательной среде, достаточно хорошо обогащенной источниками углерода, азота, органическими и минеральными солями, аминокислотами, витаминами, то есть эта фаза роста отражает накопление значительного количества биомассы, как целевого продукта. Сегодня наиболее широко известны следующие продукты нормофлоров:

- колибактерин

- бифидумбактерин

- лактобактерин

- бификол (смесь коли и бифидумбактерина)

- примадофилюс бифилюс

- ацилакт

- бифидорм
-энтнрол

Гастрофарм - не пробиотик

Бактисубтил - не продуцент гидролитических ферментов плюс (+)

ОТВЕТЫ К СИТУАЦИОННЫМ ЗАДАЧАМ < 2

БИОТЕХНОЛОГИЯ ММА им. И.М. Сеченова

Задача 29

При создании препрарата колибактерин в качестве источника был использоан штамм кишечной палочки с его высокой продуктивностью и непатогенностью. Это требования к продуценту в числе прочих, (высокая продуктивность, не патогенность, устойчивость к вирусам и фагам, использование дешевых питательнеых сред, нетоксичность, соответствие требованиям промышленного производства. Этот штамм продуцирует бактерицидные вещества, подавляющих рост энтеропатогенных штаммов кишечной палочки. Образуемый в этом случае кишечной палочкой пептидный антибиотик колицин, подавляет рост патогенных штаммов кишечной палочки. Получение препарата бифидумбактерина было основано на штамме Bifidobacterium bifidum. Этот препарат дает хороший эффект при излечении диареи, которая достаточно плохо поддается лечению антибиотиками. Препарат лактобактерин имеет в своей основе живые клетки лактобацилл. Обычно делают и используют монопрепараты нормофлоров, хотя бификол - это двухкомпонетный препарат из коли- и бифидумбактерина. Предпочтительная фаза роста микроорганизмов - это трофофаза на питательной среде, достаточно хорошо обогащенной источниками углерода, азота, органическими и минеральными солями, аминокислотами, витаминами, то есть эта фаза роста отражает накопление значительного количества биомассы, как целевого продукта.

Продолжительность и режим культивирования -от 1до 3-х суток в режиме периодического варианта биосинтеза, когда в ферментер подается посевной материал, задаются определенные технологические параметры (температура, рН, обороты мешалки) и процесс проходит самостоятельно с образованием целевого продукта.

Препараты пробиотиков требуют особых условий хранения и транспортировки, это касается температуры (низкие по нормативным документам производства), влажности (невысокая в соответствии с нормативными документами как и по освещенности. Обязательна хорошая герметизация флаконов. Должны быть указаны сроки годности. В результате несоблюдения соответствующих нормативных условий хранения препараты пробиотиков теряют свою эффективность.

ОТВЕТЫ К СИТУАЦИОННЫМ ЗАДАЧАМ 1

БИОТЕХНОЛОГИЯ ММА им. И.М. Сеченова

Задача 30.

- колибактерин

- бифидумбактерин

- лактобактерин

- бификол (смесь коли и бифидумбактерина)

- примадофилюс бифилюс

- ацилакт

- бифидорм
-энтнрол

Применение нормофлоров в педиатрии при острых кишечных инфекциях, длительных кишечных дисфункциях.

Показания: - недоношенным детям в случаях, когда у матерей был токсикоз

- при нарушениях кормления грудью (мастит, трещины сосков и т.д.)

• детям с - анемией

- рахитом

- диарезом

- на искусственном вскармливании

• детям старшего возраста

- при колитах

- энтнроколитах, с дефицитом бифидофлоры

- при дисбактериозе кишечника.

При дизентерии необходимо сочетание антибиотиков с пробиотиками, так как антибиотики уничтожают здоровую микрофлору кишечника организма человека и ослабляют его иммунитет. В случаях диареи путешественников необходимо пользоваться только пробиотиками, так как антибиотики плохо лечат это заболевание. Аналогично в случаях сальмонеллеза необходимо сочетание антибиотикотерапии и пробиотиков. Кроме того, если питание усилено консервированными продуктами, то, конечно, необходимо сбалансировать его пробиотиками для нормального функционирования желудочно-кишечного тракта.

ОТВЕТЫ К СИТУАЦИОННЫМ ЗАДАЧАМ 1

БИОТЕХНОЛОГИЯ ММА им. И.М. Сеченова

Задача 31

Имея задачу получения аминокислот, используя природные микроорганизмы, надо помнить о механизмах регуляции биосинтеза по принципу обратной связи (ретроингибирование). Эта регуляция осуществляется либо за счет ингибирования активности одного из начальных ферментов собственного синтеза избыточным продуктом, то есть самой аминокислотой, либо репрессируется весь комплекс ферментов всей биохимической цепочки метаболизма клетки, что является естественной реакцией живого микроорганизма-продуцента для сохранения собственного равновесия на клеточном уровне. Таким образом перед биотехнологом стоит задача в нарушении этих механизмов, чтобы иметь возможность получить целевой продукт в необходимых количествах.

Как это делается, можно рассмотреть на примере продуцентов лизина (Corynebacterium glutaminicum) и треонина (Escherichia coli).

У Corynebacterium glutaminicum есть принцип согласованного ингибирования ферментативной активности, что является особенностью биосинтеза биосинтеза предшественника лизина. Ингибирование синтеза лизина в клетке возможно только при повышенной концентрации обеих конечных продуктов - лизина и треонина. Самостоятельно ни лизин, ни треонин не ингибируют активности ключевого фермента -аспартакиназы. Они ингибируют этот синтез только вместе. Таким образом, вызвать сверхсинтез лизина можно лишь нарушив синтез треонина или его предшественника - гомосерина.

Действительно, большинство продуцентов лизина не способны синтезировать гомосерин или треонин, то есть являются «ауксотрофами» по этим аминокислотам.

Таким образом большинство продуцентов лизина нуждается в присутствии гомосерина или треонина, иначе они работать не будут. Зная это, биотехнолог, выращивая такие продуценты, должен обязательно вносить в питательную среду от половины грамма и до полутора граммов на один литр гомосерина или треонина. В этом случае происходит активный рост биомассы продуцента без синтеза лизина. Как только треонин исчезает из среды и рост биомассы прекращается, начинается активный синтез лизина. Таким образом, данный процесс имеет две стадии развития

1. рост биомассы

2. синтез лизина

Продолжительность синтеза составляет 2-3 суток. Уровень накопления продукта составляет 50-100 граммов на литр. Это особенности биосинтеза лизина.

Второй пример. Синтез треонина. Особенности регуляции биосинтеза треонина в клетках Escherichia coli (кишечной палочки). В этом случае ситуация другая. У кишечной палочки нет механизма согласованного ингибирования ферментативной активности, то есть, если лизин ингибирует активность своих ферментов по принципу обратной связи, то треонин - своих ферментов. Кроме того, имеет место «репрессия» всего комплекса треониновых ферментов при избытке треонина или изолейцина и это похоже на «согласованную репрессию» Самостоятельно (по отдельности) ни треонин, ни изолейцин не репрессируют синтез ферментов.

Для решения задачи получения треонина в необходимых количествах пришлось сделать

ОТВЕТЫ К СИТУАЦИОННЫМ ЗАДАЧАМ 1 ►

БИОТЕХНОЛОГИЯ ММА им. И.М. Сеченова

следующее:

1. изменить, сделать нечувствительным к треонину первый фермент треонина

2. снизить активность фермента, синтезирующего из треонина изолейцин

3. убрать механизм репрессии при недостаточном количестве изолейцина несмотря на
избыток треонина

4. применить генную инженерию (выделить треониновые гены и размножить их на
плазмидах в клетке микроорганизма, резко повысив синтез треонина клетками
продуцента)

В рассматриваемом случае синтез треонина отличается от синтеза лизина тем, что его синтез происходит одновременно с ростом биомассы. Здесь уже нет двух стадий.

Особенности культивирования штаммов-продуцентов аминокислот приводят к следующему результату:

1. достигаются максимально высокие скорости синтеза аминокислот клетками
продуцента

2. достигается максимальная длительность работы продуцента

3. минимально образуются побочные продукты биосинтеза аминокислот.

Первая задача решается путем выращивания высокоактивной биомассы и помогают в этом случае наличие в питательной среде: источников углерода, аммонийного азота, минеральных солей, ростовых факторов; оптимизация рН (кислотность среды) температуры; дробная подача субстратов.

Для предотвращения закисления среды проводят автоматическое рН-статирвоание аммиачной водой и источниками углерода.

В случае биосинтеза лизина добавляют ростовые факторы по мере необходимости, что зависит от самого сырья, от аппаратуры, от температуры. Процесс биосинтеза энергоемкий и требует интенсивной аэрации и перемешивания.

Для длительной работы ауксотрофных продуцентов лизина в питательную среду вносят комплексный источник аминокислот (белковые гидролизаты).

Внимание! Синтез нужной аминокислоты может прекращаться, если на ее продуцент действуют его токсические метаболиты, которые синтезируются самим продуцентом. Например, в процессе биосинтеза фенилаланина, продуцентом которого является Bacillus subtilis, этот продуцент синтезирует примеси ацетоина и бутандиола, в результате этого клетки продуцента лизируются, образуют споры и прекращают вырабатывать фенилаланин. Чтобы избежать это явление, необходимо ферментацию вести в условиях лимита (ограничения) по источнику углерода. В этом случае весь сахар расходуется только на синтез фенилаланина, увеличивая как количество (в два раза), так и чистоту получаемого продукта.

ОТВЕТЫ К СИТУАЦИОННЫМ ЗАДАЧАМ < 2 ►

БИОТЕХНОЛОГИЯ ММА им. И.М. Сеченова

В заключение можно сказать, что:

- эффективность использования субстрата при биосинтезе аминокислот зависит от
продуктивности биомассы,

- если синтез аминокислот разобщен с ростом биомассы (смотри лизин), то эффективность
использования субстрата будет тем выше, чем дольше будет работать культура после
остановки роста,

- если же синтез аминокислоты идет параллельно росту биомассы (смотри треонин), то
эффективность биомассы можно увеличить добавляя определенное количество
предшественников.

Наиболее перспективным направлением являются методы генетической инженерии -введение в клетку продуцента многокопийных плазмид, содержащих гены, контролирующие биосинтез аминокислот в ущерб синтезу биомассы и других клеточных компонентов.

С помощью гибридных плазмид в биосинтезе аминокислот мы получаем

1. рост продуктивности биомассы

2. исчезновение примесей (более чистый продукт)

3. возрастает коэффициент использования субстрата (его минимум дает максимум
продукта).

Очень хорошую перспективу для успешного развития имеют препараты для парентерального питания содержащие комплексы аминокислот. Они назначаются в случаях, когда питание «естественным» образом противопоказано, так как оно стимулирует секрецию пищеварительных желез. Например, при остром панкреатите человек не должен ни пить, ни есть, поскольку любая стимуляция секреции может привести к самоперевариванию поджелудочной железы. Вместе с тем, чтобы обеспечить лечение этого заболевания, надо не только принимать антибиотики для борьбы с инфекцией, вызвавшей панкреатит, но также надо обеспечить процессы регенерации белка и синтеза антител, поэтому организм человека необходимо обеспечить аминокислотами для синтеза белка. Эти препараты вводят, в основном, инфузионно через капельницу в течение нескольких часов.

Также противопоказана пища лицам после длительного голодания, так как в этом случае она практически не усваивается, вследствие нарушения продукции пищеварительных ферментов. Таким людям также необходимо парентеральное питание. И, наконец, парентеральное питание назначают в клинике детских болезней ослабленным или недоношенным детям.

Тенденция сегодняшнего дня - это использование препаратов, содержащих весь комплекс аминокислот (или, по меньшей мере 18-ть из них), то есть в оптимальном для человеческого организма соотношении. В основном, это импортные препараты: аминоплазмаль, кетостерил, валин (Германия); аминостерил КЕ(Финляндия); аминосол (Югославия). Некоторые из этих препаратов помимо аминокислот, содержат также глюкозу и витамины. Соотношение аминокислот в них оптимальное и, в зависимости от возраста, в организме человека синтезируются белки соответствующего состава, например, для детей - аминокислотный состав у этих препаратов приближается к таковому у грудного молока; у взрослых - несколько иной состав.

ОТВЕТЫ К СИТУАЦИОННЫМ ЗАДАЧАМ < 3

БИОТЕХНОЛОГИЯ ММА им. И.М. Сеченова

Задача 32

Синтез треонина. Особенности регуляции биосинтеза треонина в клетках Escherichia coli (кишечной палочки). У кишечной палочки нет механизма согласованного ингибирования ферментативной активности, то есть, если лизин ингибирует активность своих ферментов по принципу обратной связи, то треонин - своих ферментов. Кроме того, имеет место «репрессия» всего комплекса треониновых ферментов при избытке треонина или изолейцина и это похоже на «согласованную репрессию» Самостоятельно (по отдельности) ни треонин, ни изолейцин не репрессируют синтез ферментов.

Для решения задачи получения треонина в необходимых количествах пришлось сделать следующее:

1. изменить, сделать нечувствительным к треонину первый фермент треонина 2.снизить активность фермента, синтезирующего из треонина изолейцин 3.убрать механизм репрессии при недостаточном количестве изолейцина несмотря на избыток треонина

1. применить генную инженерию (выделить треониновые гены и размножить их на плазмидах в клетке микроорганизма, резко повысив синтез треонина клетками продуцента)

Особенности культивирования штаммов-продуцентов аминокислот приводят к следующему результату:

1. достигаются максимально высокие скорости синтеза аминокислот клетками
продуцента

2. достигается максимальная длительность работы продуцента

3. минимально образуются побочные продукты биосинтеза аминокислот.

ростовых факторов;

оптимизация рН (кислотность среды) температуры; дробная подача субстратов.

ОТВЕТЫ К СИТУАЦИОННЫМ ЗАДАЧАМ 1 ►

БИОТЕХНОЛОГИЯ ММА им. И.М. Сеченова

В заключение можно сказать, что:

- эффективность использования субстрата при биосинтезе аминокислот зависит от
продуктивности биомассы,

С помощью гибридных плазмид в биосинтезе аминокислот мы получаем

1. рост продуктивности биомассы

2. исчезновение примесей (более чистый продукт)

3. возрастает коэффициент использования субстрата (его минимум дает максимум
продукта).

Особенности культивирования штаммов-продуцентов аминокислот приводят к следующему результату:

1.достигаются максимально высокие скорости синтеза аминокислот клетками продуцента 2.достигается максимальная длительность работы продуцента 3.минимально образуются побочные продукты биосинтеза аминокислот. Первая задача решается путем выращивания высокоактивной биомассы и помогают в этом случае наличие в питательной среде: источников углерода, аммонийного азота, минеральных солей, ростовых факторов; оптимизация рН (кислотность среды) температуры; дробная подача субстратов.

ОТВЕТЫ К СИТУАЦИОННЫМ ЗАДАЧАМ < 2 ►

БИОТЕХНОЛОГИЯ ММА им. И.М. Сеченова

Для предотвращения закисления среды проводят автоматическое рН-статирвоание аммиачной водой и источниками углерода. Процесс биосинтеза энергоемкий и требует интенсивной аэрации и перемешивания.

ОТВЕТЫ К СИТУАЦИОННЫМ ЗАДАЧАМ < 3

БИОТЕХНОЛОГИЯ ММА им. И.М. Сеченова

Задача 33

1. рост биомассы

2. синтез лизина

Особенности культивирования штаммов-продуцентов аминокислот приводят к следующему результату:

ОТВЕТЫ К СИТУАЦИОННЫМ ЗАДАЧАМ 1

БИОТЕХНОЛОГИЯ ММА им. И.М. Сеченова

Задача 34

Как это делается, можно рассмотреть на примере продуцентов лизина (Corynebacterium glutaminicum) и треонина (Escherichia coli).

1. рост биомассы

2. синтез лизина

ОТВЕТЫ К СИТУАЦИОННЫМ ЗАДАЧАМ 1 ►

БИОТЕХНОЛОГИЯ ММА им. И.М. Сеченова

Для решения задачи получения треонина в необходимых количествах пришлось сделать следующее:

1. изменить, сделать нечувствительным к треонину первый фермент треонина

2. снизить активность фермента, синтезирующего из треонина изолейцин

3. убрать механизм репрессии при недостаточном количестве изолейцина несмотря на
избыток треонина

В рассматриваемом случае синтез треонина отличается от синтеза лизина тем, что его

синтез происходит одновременно с ростом биомассы. Здесь уже нет двух стадий. Особенности культивирования штаммов-продуцентов аминокислот приводят к

следующему результату:

1.достигаются максимально высокие скорости синтеза аминокислот клетками продуцента

2.достигается максимальная длительность работы продуцента

3.минимально образуются побочные продукты биосинтеза аминокислот.

Для длительной работы ауксотрофных продуцентов лизина в питательную среду вносят комплексный источник аминокислот (белковые гидролизаты). Направление совершенствования биотехнологического производства

1.Совершенствование биосинтеза в ферментере приведет к уменьшению потребления

энергии, уменьшению выброса вредных веществ. Это достигается выбором продуцента.

2.3амена дефицитных сред на недефицитные, а также использование недефицитных

реактивов (например, китовый жир используется как пеногаситель (детергент), но он

дефицит, так как был принят запрет на отстрел китов и стали выпускать синтетические

пеногасители).

3.Работа с иммобилизованными биообъектами.

ОТВЕТЫ К СИТУАЦИОННЫМ ЗАДАЧАМ < 2 ►

⇐ Предыдущая 2 3 4 5 678 9 10 11 Следующая ⇒

Дата публикования: 2015-02-03; Прочитано: 1448 | Нарушение авторского права страницы | Мы поможем в написании вашей работы!

studopedia.org - Студопедия.Орг - 2014-2024 год. Студопедия не является автором материалов, которые размещены. Но предоставляет возможность бесплатного использования (0.044 с)...