Влияние гистидина

Одним из этапов биосинтеза аргинина является катализируемая ОКТазой конденсация карба­моилфосфата и орнитина в цитруллин, который через аргининосукцинат превращается в аргинин. Было показано значительное подавление биосинтеза аргинина и цитруллина в присутствии гисти­дина.

Табл. 7.

Состав посевной среды, % :

меласса — 8; кукурузный экстракт — 1;

(NH₄)₂SO₄ — 1;

КН₂РО₄ — 0,05;

MgSO₄ • 7Н₂О — 0,03;

СаСО₃ — 1,0;

дестиобиотин — 50 мкг/мл;

тиамин — 50 мкг/мл и аминокислотные ростовые факторы (для ауксотрофных штам­мов) — 100 мкг/мл.

Процесс биосинтеза аргинина проводили в лабораторных ферментерах объемом 3 л. Коэффици­ент наполнения ферментера — 50%. Продолжительность ферментации — 70-74 часа. Состав ферментационной среды, %:

сахароза—12;

MgSO₄ • 7Н₂О — 0,05;

NH₄)₂SO₄ — 1,0;

КН₂РО₄ — 0,2;

КС1 — 0,5;

FeCl₂ — 0,002;

MnSO₄ — 0,002;

СаСО₃ — 1,0;

а также дестиобиотин — 500 мкг/л; тиамин — 300 мкг/л; дрожжевой экстракт — 0,5% .

Ростовой фактор (пролин) вносили в исходную среду в концентрации 300 мкг/мд.

Рис. 19. Параметры биосинтеза аргинина

о-о — биомасса, ед. ОП;------ pH; о-а — конверсия

углеводов, %; х-х — содержание кислорода (рО₂), %

Кроме того, при работе на ферментерах ис пользовали доливную среду следующего со става:

сахароза — 60%; дрожжевой экстракт — 0,5 %; пролин — 300 мкг/мл.

В работе использовали ферментеры «Anglicon» (Англия), оборудованные автома­тической системой регулирования путем по­дачи в ферментер рН-статирующего агента. Культивирование проводили на лаборатор­ных ферментерах с дробной подачей пита­тельной среды в программируемом режиме. Процесс проводили при температуре 28 °С. Температура поддерживалась в аппарате автоматически при помощи системы терморе­гулирования. Обеспечение культуры кисло­родом осуществляли за счет перемешивания культуральной жидкости и барботажа. Час­тоту вращения мешалки устанавливали 800—1200 об./мин. Расход воздуха при барботаже 1,1—1,7 л/мин. В процессе культивирования производится непрерывное автоматическое измере­ние парциального давления кислорода рО₂. В ходе ферментации в аппарат автоматически вво­дится пеногаситель лапрол.

Полученные при этом результаты представлены в динамике на рис. 19-21 На рис. 19 п оказа­но количество растворенного кислорода, конверсия, ОП культуральной жидкости и поддержива­емый pH, на рис. 20-содержание аминокислот в культуральной жидкости, на рис. 21 — расход подпитки и рН-статирующего агента и содержание в среде редуцирующих веществ и аммонийно­го азота.

Процесс проходит при начальной концентрации РВ 12% , чтобы обеспечить культуру питатель­ными веществами в период активного роста для быстрого накопления биомассы.

Контрольные вопросы

1. Перечислите физиологические функции и области применения L-аргинина.

2. В чем преимущество микробиологического получения L-аргинина?

3. В чем состоит принцип использования ауксотрофных мутантов в производстве аминокислот?

4. В чем роль аналогорезистентности в процессе создания сверхпродуцентов биологически актив ных веществ?

5. В чем преимущества дробной подачи питательных веществ в ферментер в процессе биосинтеза? Как можно использовать этот метод применительно к процессу биосинтеза L-аргинина?

6. Каковы функции источника углерода в процессе биосинтеза аргинина? В чем преимущества ли митирования это фактора?

7. Каково значение источника азота для биосинтеза аргинина? Какие источники азота можно пред ложить при синтезе L-аргинина коринебактериальными продуцентами?

8. Перечислите другие факторы, влияющие на накопление L-аргинина. Какова их роль в биосин тезе этой аминокислоты?

9. Как можно активизировать биосинтез аргинина, используя экпериментальные данные о влия нии пролина на синтез глутаматдегидрогеназы? В чем в данном случае заключается преимуществ! пролин-зависимых штаммов?

10. Основыаясь на схемах метаболизма и регуляции образования аргинина, предложите свои спо собы увеличения эффективности его синтеза.

5.