Влияние витаминов и других факторов роста

Все продуценты аминокислот группы глутамат-синтезирующих бактерий являются биотинза- висимыми. Содержание биотина в среде в значительной степени определяет состав накапливаю­щихся в культуральной жидкости аминокислот.

Японские исследователи показали, что влияние биотина на образование аминокислот осущест­вляется путем изменения проницаемости клеточной мембраны. Клетки, выращенные на среде, богатой биотином, имеют мембраны, легко проницаемые для основных кислот (лизин, гистидин, аргинин) и малопроницаемые для нейтральных и кислых (глутаминовая, аспарагиновая) кислот. Оказалось, что биотин влияет на образование ненасыщенных жирных кислот, входящих в состав липопротеинового комплекса клеточных мембран. Мембраны клеток, выращенных при недостат­ке биотина, имеют высокое содержание насыщенных жирных кислот и низкое фосфолипидов. Когда отношение насыщенных жирных кислот к ненасыщенным в составе клеточной мембраны составляет меньше единицы, создаются условия для выхода из клеток основных и нейтральных аминокислот.

В случае биосинтеза аргинина необходимо учитывать необходимость как снижение проницае­мости клеточных мембран для глутаминовой кислоты, которая является предшественником целе­вого продукта, так и обеспечение максимального выхода из клетки синтезированного аргинина, так как избыток конечного продукта влечет за собой подавление процесса биосинтеза. Биотин является дорогостоящим и дефицитным витамином.

Помимо биотина, все мутанты, относящиеся к роду Brevibacterium, нуждаются в тиамине (вита­мин В,). При недостатке последнего усиливается синтез аланина. Известно, что Brevibacterium нуждаются лишь в пиримидиновой части молекулы тиамина и способны самостоятельно синтези­ровать тиазольную ее часть.

Для процесса биосинтеза аргинина были подобраны оптимальные концентрации витаминов, позволяющие добиться дополнительного повышения выхода целевого продукта и конверсии ис­точника углерода. Оптимальная концентрация дестиобиотина в среде составляет 500 мкг/л, при этом выход аргинина достигает 18 г/л, а коэффициент конверсии 15% (рис.11). Скорость роста культуры в исследуемом интервале пропорциональна содержанию дестиобиотина.

Внесение в среду тиамина стимулирует накопление аргинина и снижает синтез аланина и вали­на, по-видимому, способствуя превращению общего предшественника — пирувата — в ацетилКоА. Оптимальная концентрация тиамина составляет 300 мкг/л, при этом накопление аргинина и коэф­фициент конверсии достигают 16,5 г/л и 14,5 % соответственно.

Источником тиамина, биотина и других витаминов могут также служить кукурузный и рыб­ный экстракты, концентрат картофельного сока, гидролизаты сои, вытяжка пшеничных отру­бей, арахисовой муки, казеина, дрожжей или биомассы продуцента аргинина, а также кислот­ные или ферментативные гидролизаты белка микробного, растительного или животного проис­хождения.

5.5.