Lizino gamyba: skirtingi lizino gamybos metodai

Lizino gamyba: skirtingi lizino gamybos metodai!

Lizinas yra aminorūgštis, reikalinga gyvūnų ir žmonių mitybai. Jis pasireiškia augalų baltymuose tik mažomis koncentracijomis; lizino pridėjimas gali padidinti augalų maisto produktų kokybę.

Liziną šiandien gamina tik mikrobiologiniai procesai ir sukurta daugybė jos gamybos būdų.

Lizino gamyba per diaminopimelinę rūgštį:

Lizino histidino dvigubos auksotrofinės mutacijos o Escherichia coli (ATCC 13002) melasos terpėje gamina diaminopropelinę rūgštį (DAP), kurios derlius yra 19-24 g / 1. Vėliau visas fermentacijos tirpalas, įskaitant ląstelių medžiagą, inkubuojamas su Aerobacter aerogenes (ATCC 12409) 35 ° C temperatūroje. Po 20 valandų DAP buvo kiekybiškai dekarboksilintas į L-liziną, LL-DAP turi būti transformuotas į mezo prieš dekarboksilinimo pakopą formuojant racemizaciją.

DL-α-amino kaprolaktamo konversija:

DL-amino kaprolaktamo fermentas į L-liziną vyksta pagal minėtą schemą.

Į 10% DL-amino kaprolaktamo tirpalą (pH 8, 0) pridedama prie 0, 1% (m / t) acetono džiovintų Cryptococcus laurentii ir Achromobacter obae ląstelių. Po 24 valandų 40 ° C temperatūroje gaunamas 99, 8% konversijos efektyvumas.

Tiesioginis fermentavimas:

Gamybos padermės:

Efektyvūs lizino gamintojai yra tarp glutamino rūgštis gaminančių Corynebacterium ir Brevibacterium mutantų, kurie yra homoserino auksotrofai arba tarp metionino-treonino dvigubų auksotrofų. Dideli lizino gamybos padermės taip pat yra tarp organizmų, atsparių lizino antimetabolitui S- (P-aminoetil) -L-cisteinui (AEC). Svarbiausi lizino išskyrimo kamienai yra C. glutamicum, B.flavutn, B. lactofermentum ir kt.

Protoplastų susiliejimas tarp didelio pelningumo padermių ir laukinių B. lactofermentum, Corynebacterium ir Brevibacterium mutantų kamienų sukėlė geresnių augimo savybių arba didesnį efektyvumą.

Klonavimo tyrimai su E. coli, naudojant vektorių pBR322 plazmidę, parodė, kad tik transformuotuose kamienuose, turinčiuose dap A, genas žymiai padidina lizino gamybą (6, 5 g / 1). Todėl lizino biosintezės greitis ribojantis etapas yra fermentas, gautas dap A, dihidrodipicolinate synthase (DDPS). Taip pat atlikti tyrimai dėl C. glutamicum transformacijos su plazmidu pAC2 kaip vektoriumi DDPS koduojančiam genui.

Biosintezė ir regeneracija:

Lizinas sintezuojamas mikroorganizmuose arba diaminopropelinės rūgšties keliu, arba aminoadipino rūgšties keliu. Tačiau bet kuriame viename organizme naudojama tik viena iš dviejų alternatyvų: bakterijos, aktinomicetai, cianobakterijos, kai kurie phycomycetes, visi ascomycetes ir bazidiomicetai naudoja aminoadipinį kelią.

Nors du organizmai gali naudoti tą patį kelią, būdo reguliavimas gali skirtis.

Escherichia coli dalyvauja trys skirtingi reguliavimo procesai:

i. Yra du homoserino dehidrogenazės izofermentai, kuriuos slopina L-metioninas arba L-treoninas.

ii. Egzistuoja trys aspartiokinazės izofermentai, vienas iš jų parodo L-metionino represijas, o antrasis - L-treonino ir L-izoleucino daugiašalius represijas, be to, L-treonino grįžtamojo poveikio slopinimas, o trečiasis rodo L-lizino grįžtamąjį slopinimą ir represijas.

iii. Dihidropicolinato sintazė, pirmasis specifinis lizino biosintezės fermentas, parodo grįžtamąjį slopinimą dėl L-lizino.

Visoms trims iš šių fermentinių reakcijų turi būti pašalinti reguliavimo mechanizmai, siekiant gauti L-lizino perprodukciją, būtiną jo komerciniam paruošimui.

Priešingai nei E. coli, lizino gamybos padermių, tokių kaip Corynebacterium glutamicum arba Brevibacterium flavum, reguliavimo mechanizmas yra daug paprastesnis. Yra tik viena aspartokinazė ir viena homoserino dehidrogenazė. Aspartokinazę reguliuoja daugiakalbė grįžtamojo poveikio inhibicija iš L-Theronine ir L-lizino.

Komercinės gamybos sąlygos:

Cukranendrių melasa pirmiausia naudojama kaip anglies šaltinis pramoninėje gamyboje; taip pat gali būti naudojamas acetatas, etanolis arba alkanai. Dujiniai amoniako arba amonio druskos yra naudojami kaip azoto šaltiniai, taip pat naudojamas karbamidas, jei mikroorganizmas turi ureazės aktyvumą. Turi būti pridėtas augimo faktorius L-homoserinas arba L-treoninas ir L-metoninas, bet neoptimali koncentracija, kad būtų išvengta nepageidaujamo reguliavimo poveikio. Dažnai naudojami sojos baltymų hidrolizatai arba kiti nebrangūs baltymų šaltiniai. Optimaliai lizino gamybai terpėje biotino kiekis turi būti didesnis kaip 30 pg / 1. Biotino kiekis cukranendrių melasoje paprastai yra pakankamai aukštas, tačiau jei naudojamas cukrinių runkelių melasos arba krakmolo hidrolizatai, reikia pridėti biotino.

Tipiška fermentacija, pagrįsta cukrinių riebalų melasa su C. glutamicum (kamienas Nr. 901), vyksta taip:

1. Pirmoji sėklos kultūra:

Gliukozė 20 g; peptonas 10 g; mėsos ekstraktas 5 g; NaCl 2, 5 g; vandentiekio vanduo 1 l.

2. Antroji sėklos kultūra:

Cukranendrių melasa 50 g; (NH4) 2SO420 g; kukurūzų tirpalas 50 g; CaCO ₃ 10 g; vandentiekio vanduo 1 l.

3. Pagrindinė kultūra:

Cukranendrių melasa 200 g; sojų baltymų hidrolizatas 18 g; palieskite 1 litro variklį. PH yra neutralus su aq. NH3. Fermentacijos trukmė, 60 valandų. Darbaračio greitis 150 aps./min .; aeracija 0, 6 vvm; temperatūra 28 ° C.