Получение аминокислот с помощью иммобилизованных ферментов и клеток - Промышленный биосинтез аминокислот

Экономически целесообразным являются способы получения аминокислот с помощью иммобилизованных ферментов и клеток. Сравнительно давно реализован процесс получения L - аспаргиновой кислоты из фумаровой и аммиака в одну стадию с помощью иммобилизованных клеток Е. coli или Pseudomonasaeruginosa обладающая аспартазной активностью (см схему)

Аспартаза катализирует реакцию присоединения аммиака к фумаровой кислоте. Фермент в иммобилизованном состоянии сохраняет активность на исходном уровне 2 -2 5 недель и более.

L - Аспаргиновую кислоту можно получить и с помощью иммобилизованных клеток что существенно повышает длительность функционирования системы производительность которой по целевому продукту составляет около 2000 кг с 1м реактора. Периодические ферментации используют при получений других L - аминокислот (глутаминовой фенилаланина лизина триптофана и др. ). При этом культивируют обычно специальные мутантные штаммы метаболизм которых по целевому продукту изучен достаточно полно. Так например установлено что лимитирующем агентом коринебак герий образующих глутаминовую кислоту является биотип в дозе 1 - 5 мкг/ л. Биотин индуцирует структурно - функциональные изменения в клеточной мембране благодаря чему увеличивается ее проницаемость для глутаминовой кислоты выходящей из клетки в культуральную жидкость. Отдельные штаммы продуцентов способны накапливать ее более 50 г/л на мелассных средах.

Роль биотина аналогична в случае получения пролина являющимся производным глутаминовой кислоты.

Несложность этой технологии и ее преимущества по сравнению с глубинной ферментацией наглядно иллюстрируют опыт японской фирмы "Танабе Сейяку ". В 1973 году эта фирма разработала способ получения аспарагиновой кислоты при помощи иммобилизованных бактериальных клеток обладающих аспартазной активностью. Аспартаза катализирует присоединение аммиака по двойной связи фумаровой кислоты т. е. аспарагиновая кислота образуется в одной стадии и данный биотехнологический процесс можно отнести к категории биотрансформации органических соединений. Иммобилизованный в геле фермент функционировал хорошо длительность его полуинактивации составила 1 месяц. Затем в геле иммобилизовали клетки продуцента дополнительно стабилизируя их путем химического связывания между собой и с гелем. Длительность полуинактивации клеток в этом случае увеличивалась до 4 месяцев. Технологию биотрансформации фумаровой кислоты таким образом можно представить в такой последовательности:

    - выращивание клеток методом глубинной ферментации и их выделение центрифугированием; - иммобилизация клеток биокатализатора в геле в виде гранул размером 2 -3 мм; - биотрансформация фумарата аммония в колонке с катализатором в проточном режиме и получение раствора аспарагиновой кислоты; - кристаллизация центрифугирование и промывка кристаллов.

Производительность системы биотранеформации аспарагиновой кислоты 1 м биореактора 1700 кг.

Похожие статьи




Получение аминокислот с помощью иммобилизованных ферментов и клеток - Промышленный биосинтез аминокислот

Предыдущая | Следующая