химический каталог




Введение в биотехнологию

Автор М.Е.Бекер

ии

Наиболее важные реакции в клетке, катализируемые алло-стерическими ферментами, регулируются изменением активности уже существующих в клетке ферментов. В этом случае регуляция проводится очень быстро. Ферменты ингибируются конечным продуктом реакции, причем ингибитор действует не на все ферменты многочленной цепи реакций, а только на первый

49

фермент (рис. 23). Конечный продукт реакции, соединяясь с ал-лостерическим центром фермента, надо полагать, изменяет его конфигурацию, что уменьшает каталитическую активность фермента.

Примером регуляции ферментной активности может быть широко известный в микробиологии эффект Пастера — прекращение спиртового брожения дрожжей при введении в среду

АТФ

АДГр-аспартилфостат

НАДФ J\Q) - 1

fi-полуальдегид аспарагинобои кислоты

аспарагинобоя кислота

треонин —

It©"

ущ

глутаминобан кислота

L-ccc-диамино-пимелинобая кислота

И- ингид~иробание Р- репрессия

мезо-а, е-диамино-пимеяинабая кислота

СО;

Рис. 24. Химизм биосинтеза лизина

кислорода. Считают, что в основе этого эффекта лежит регуляция активности фермента гликолиза — фосфофруктокиназы. Этот фермент ингибирует конечный продукт энергетического обмена веществ — АТФ. В присутствии кислорода дрожжи способны получить из каждой единицы субстрата в 20—25 раз

50 больше энергии, метаболизируя его через цикл Кребса до С02 и воды. Одновременно синтезируется очень большое количество АТФ, которая, будучи ингибитором фосфофруктокиназы, прекращает невыгодный для клетки путь получения энергии — гликолиз. Так прекращается весь процесс гликолиза при ингибиро-вании только одного фермента этого сложного многостадийного процесса.

АМФ действует как положительный эффектор и ликвидирует влияние отрицательного эффектора — АТФ на процесс регуляции активности.

Ингибирование фермента конечным продуктом реакции часто встречается у ауксотрофных мутантов при получении аминокислот. Для роста синтезирующего лизин мутанта в среде необходимо присутствие треонина, который сам мутант не синтезирует из-за блокировки гена соответствующего фермента. Однако вначале, пока в среде еще есть треонин (конечный продукт), синтез лизина нарушается, так как треонин действует как ингибитор на первый фермент цепи синтеза лизина — аспартат-киназу. Надо отметить, что этот фермент имеет несколько изомеров, выполняющих одну и ту же функцию, но имеющих разные свойства.

Один из этих изоферментов — Е. coli — чувствителен к треонину (действует как ингибитор), другой — чувствителен к лизину.

В метаболизме клетки при биосинтезе отдельных компонентов обычно одновременно действует несколько регуляторных механизмов.

Как видно из рис. 24, регуляция ферментов биосинтеза аминокислот семейства аспарагиновой кислоты идет как путем ингиби-рования конечными продуктами, так и при действии механизмов репрессии.

Треонин ингибирует кроме аспартаткиназы и другой фермент этой цепи реакций — гомосериндегидрогеназу, так как полуальдегид аспарагиновой кислоты тоже может быть исходным продуктом синтеза треонина. На этот фермент, как и на аспартаткиназу, треонин действует как ингибитор или репрессор.

В регуляции метаболизма большую роль играет циклический аденозинмонофосфат — ц-АМФ, синтезирующийся из АТФ. Доказано, что ц-АМФ может снять катаболитную репрессию.

Глубокое изучение механизмов регуляции ферментативных процессов, используемых в производстве культур микроорганизмов, дает возможность выбрать оптимальную среду выращивания для обеспечения высокого выхода полезного продукта.

т

Глава HI

КУЛЬТИВИРОВАНИЕ МИКРООРГАНИЗМОВ

ОПТИМАЛЬНЫЕ УСЛОВИЯ КУЛЬТИВИРОВАНИЯ

Чтобы культура микроорганизмов могла нормально расти, размножаться и осуществлять биосинтез какого-то вещества, необходимы оптимальные условия окружающей среды: химические факторы — состав и концентрация питательных веществ, присутствие активаторов и ингибиторов; физические факторы — температура, давление, реакция, плотность, подвижность среды, освещение, радиация и т. д. При нарушении оптимальных границ этих факторов нарушается обмен веществ, прекращается или ограничивается рост и размножение культуры.

Питательные среды. Источниками углерода в питательной среде для гетеротрофных микроорганизмов могут быть углеводы (моносахариды, полисахариды), спирты, кислоты, углеводороды и др. Концентрация этих веществ в среде может изменяться от десятых долей процента до 20%. Абсолютное содержание источника углерода для получения определенного количества нужного метаболита или биомассы рассчитывают, используя экспериментально определенные экономические коэффициенты выхода.

Источниками азота в питательной среде могут быть белки, пептиды, аминокислоты, соли аммония или аммиака, нитраты, а также атмосферный азот. Количество азотсодержащих веществ для образования биомассы можно вычислить, если известно содержание азота в данной биомассе и вероятный урожай ее. Обычно принимают, что 5% азота остается в питательной среде неиспользованным.

В качестве источника фосфора обычно используют фосфаты. К

страница 16
< К СПИСКУ КНИГ > 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81

Скачать книгу "Введение в биотехнологию" (2.32Mb)


[каталог]  [статьи]  [доска объявлений]  [прайс-листы]  [форум]  [обратная связь]

 

 

Реклама
холодильник атлант мхтэ 30-01 неисправности
виды наружной городской рекламы
производство металлических шкафов
детская кровать 90х200 без бортиков и спинок

Рекомендуемые книги

Введение в химию окружающей среды.

Книга известных английских ученых раскрывает основные принципы химии окружающей среды и их действие в локальных и глобальных масштабах. Важный аспект книги заключается в раскрытии механизма действия природных геохимических процессов в разных масштабах времени и влияния на них человеческой деятельности. Показываются химический состав, происхождение и эволюция земной коры, океанов и атмосферы. Детально рассматриваются процессы выветривания и их влияние на химический состав осадочных образований, почв и поверхностных вод на континентах. Для студентов и преподавателей факультетов биологии, географии и химии университетов и преподавателей средних школ, а также для широкого круга читателей.

Химия и технология редких и рассеянных элементов.

Книга представляет собой учебное пособие по специальным курсам для студентов химико-технологических вузов. В первой части изложены основы химии и технологии лития, рубидия, цезия, бериллия, галлия, индия, таллия. Во второй части книги изложены основы химии и технологии скандия, натрия, лантана, лантаноидов, германия, титана, циркония, гафния. В третьей части книги изложены основы химии и технологии ванадия, ниобия, тантала, селена, теллура, молибдена, вольфрама, рения. Наибольшее внимание уделено свойствам соединений элементов, имеющих значение в технологии. В технологии каждого элемента описаны важнейшие области применения, характеристика рудного сырья и его обогащение, получение соединений из концентратов и отходов производства, современные методы разделения и очистки элементов. Пособие составлено по материалам, опубликованным из советской и зарубежной печати по 1972 год включительно.

 

 



Рейтинг@Mail.ru Rambler's Top100

Copyright © 2001-2012
(21.09.2017)