Биосинтеза аминокислот

ТЕХНОЛОГИЯ

1.Аминокислоты, способы получения.

2. Биосинтез аминокислот клетками микроорганизмов.

3. Пути биосинтеза и методы селекции продуцентов отдельных аминокислот.

Производству аминокислот после кормового белка уделяется наибольшее внимание. Это обусловлено высокой питательной ценностью получаемых на их основе кормов и отдельных продуктов питания. Недостаток в рационе (дефицит) отдельных аминокислот, особенно незаменимых, которые не синтезируются в достаточном количестве и с необходимой скоростью в организме животного или человека, отрицательно сказывается на росте и развитии, может привести к различного рода заболеваниям. (К незаменимым аминокислотам относятся валин, аргинин, гистидин, лизин, лейцин, изолейцин, метионин, треонин, триптофан, фенилаланин.).

способы получения аминокислот:

1.микробиологический

2.химический

3. производство аминокислот из белковых гидролизатов

В результате химического синтеза всегда образуются рацематы — равновесные смеси L- и D-форм аминокислоты, требующие в дальнейшем достаточно сложной и (или) дорогостоящей очистки, присутствие D-формы в готовом продукте всегда нежелательно не только потому, что она представляет собой балласт, поскольку не усваивается организмом человека и животного, но у некоторых аминокислот она обладает токсичными свойствами.

Производство аминокислот методом органического синтеза предполагает осуществление большого количества технологических операций. Технология такого производства в большинстве случаев направлена на использование достаточно токсичных соединений, высокоочищенных реагентов и осуществление стадии разделения образующихся рацематов.

Производство аминокислот из белковых гидролизатов.

Другим возможным способом получения аминокислот является гидролиз (кислотный, щелочной, ферментативный) некоторых наиболее доступных природных белков. К их числу относят отходы мясной промышленности, казеин молока, клейковину пшеницы и др. Однако такой способ имеет ряд существенных недостатков, которые не позволяют использовать его для организации крупнотоннажного промышленного производства. Наиболее существенные из них — это ограниченность и нестандартность источников сырья, многоступенчатая химическая обработка, связанная с выделением аминокислот и их очисткой. Кроме того, гидролиз под действием минеральных агентов приводит к частичному разрушению таких ценных аминокислот, как триптофан, треонин, цистеин, серин, а применение существующих протеолитических ферментов не обеспечивает полноты гидролиза всех пептидных связей.

Производство L-аминокислот микробиологическим синтезом.

Из всex возможных способов получения аминокислот микробиологическому синтезу в настоящее время отдается явное предпочтение.

Его очевидное преимущество состоит в том, что используемые микроорганизмы образуют аминокислоты в биологически активной L-форме. Последнее обеспечивает их выделение и очистку, выпуск технических препаратов для обогащения кормов с доступной для животноводства ценой.

Организацию промышленного производства L-аминокислот с помощью микроорганизмов возможно осуществить по двум технологическим схемам. Они различаются, в основном, стадией получения культуральной жидкости. В первой предполагается производство культуральной жидкости в две ступени (двухступенчатый способ), во второй — в одну ступень (одноступенчатый способ).

Одноступенчатый способ синтеза аминокислот с помощью микроорганизмов получил наибольшее распространение. Он основан на культивировании строго определенного штамма — продуцента целевой аминокислоты на среде заданного состава при соответствующих параметрах процесса ферментации.

Используемый штамм обладает способностью к сверхсинтезу необходимой аминокислоты. Для этой цели, как правило, выбирают полиауксотрофные мутанты, т. е. те клетки микроорганизма, которые, с одной стороны, утратили способность самостоятельно синтезировать необходимые для роста и развития различные аминокислоты, а с другой — приобрели способность к сверхсинтезу целевой аминокислоты.