إنتاج الليسين: طرق مختلفة لإنتاج الليسين
إنتاج الليسين: طرق مختلفة لإنتاج ليسين!
ليسين هو حمض أميني أساسي للتغذية الحيوانية والبشرية. يحدث في البروتينات النباتية فقط بتركيزات منخفضة. بالإضافة إلى ذلك يمكن لليسين زيادة جودة الأطعمة النباتية.
يتم إنتاج الليسين اليوم فقط من خلال العمليات الميكروبية وقد تم تطوير مجموعة متنوعة من الطرق لإنتاجه.
إنتاج ليسين عبر حمض Diaminopimelic:
إن الليسين - الهيستدين المتحول الأوكسوتروني المزدوج o الإشريكية القولونية (ATCC 13002) ينتج حمض ديامينوبميليك (DAP) على وسط دبس مع عائد 19-24 جم / 1. يتم لاحقاً تحضين محلول التخمير الكامل ، بما في ذلك المادة الخلوية ، باستخدام aerobacter aerogenes (ATCC 12409) عند 35 ْم. بعد 20 ساعة ، تم إزالة DAP كربونات الكالسيوم إلى L-lysine ، يجب تحويل LL-DAP إلى الوسط شكل عن طريق العرق قبل خطوة نزع الكربوكسيل.
تحويل DL-α-amino Caprolactam:
يحدث الأنزيمية من دي إل أمينو كابرولاكتام إلى إل-ليزين وفقا للمخطط كما ذكر.
يضاف 10٪ من محلول DL-amino caprolactam (الرقم الهيدروجيني 8.0) إلى 0.1٪ (w / v) من الأسيتون المجففة لخلايا Cryptococcus laurentii وبطرقات Achromobacter obae. يتم الحصول على كفاءة تحويل تبلغ 99.8٪ عند 40 درجة مئوية بعد 24 ساعة.
التخمير المباشر:
سلالات الإنتاج:
تم العثور على منتجين فعالين لليسين من بين متحولات إنتاج حمض الغلوتاميك من Corynebacterium و Brevibacterium التي هي auxotrophs homoserine أو بين metonion-threonine double auxotrophs. كما توجد سلالات عالية لانتاج الليسين بين الكائنات الحية المقاومة لمضاد اللاسيمات antimetabolite S- (P-aminoethyl) - L-Cysteine (AEC). أهم سلالات تفرز اللايسين هي C. glutamicum، B.flavutn، B. lactofermentum، etc.
أدى اندماج البروتوبلاست بين السلالات ذات الإنتاجية العالية والسلالات البرية من البكتريا lactofermentum ، و Corynebacterium ، و Brevibacterium mutants إلى سلالات ذات خصائص نمو محسنة أو كفاءات أعلى.
وقد أظهرت دراسات الاستنساخ مع E. coli ، باستخدام pBR322 البلازميد كمتجه ، أنه فقط في السلالات المتحولة التي تحتوي على dap A ، يحدث الجين زيادة ملحوظة في إنتاج lysine (6.5 غم / 1). لذلك ، يُشار إلى الإنزيم الذي يحمله dap A ، سينسيز ثنائي الهيدروديبوليفين (DDPS) كخطوة للحد من المعدل بالنسبة للتخليق الحيوي لليسين (lysine biiosynthesis). وقد أجريت الدراسات أيضا على تحويل C. glutamicum مع البلازميد pAC2 كمتجه للجين DDPS-encoding.
التخليق الحيوي والتخلي:
يتم تصنيع الليسين في الكائنات الدقيقة إما عن طريق مسار حمض ديامينوبميليك أو مسار حامض أمينوديكبيك. ومع ذلك ، في أي كائن حي واحد ، يتم استخدام واحد فقط من البديلين: البكتيريا ، actinomycetes ، البكتيريا الزرقاء ، بعض phycomycetes ، كل ascomycetes و basidiomycetes استخدام مسار aminoadipic.
على الرغم من أن كائنين قد يستخدمان نفس المسار ، قد تختلف الطريقة التي ينظم بها المسار.
في الإشريكية القولونية ، هناك ثلاث عمليات تنظيمية منفصلة:
أنا. يوجد اثنان من الايزوائيات من homoserine dehydrogenase التي يتم قمعها بواسطة L-methionine أو L-threonine.
ثانيا. توجد ثلاثة أنواع من الإنزيمات الموجودة في الأسبارتيوكيناز ، أحدها يظهر قمعًا بواسطة L-methionine ، ويظهر الثاني قمعًا متعدد التكافؤ بواسطة L-threonine و L-isoleucine بالإضافة إلى تثبيط التغذية الراجعة بواسطة L-threonine ، والثالث يظهر تثبيط التغذية الراجعة والقمع بواسطة L- lysine.
ثالثا. يظهر سينثيز ثنائي الهيدرات ، وهو أول إنزيم محدد للتخليق الحيوي لليسين ، تثبيط التغذية الراجعة بسبب L-lysine.
بالنسبة لجميع هذه التفاعلات الأنزيمية الثلاثة ، يجب القضاء على الآليات التنظيمية للحصول على الإفراط في إنتاج L-lysine وهو ضروري لتحضيرها التجاري.
على عكس E. coli ، فإن الآلية التنظيمية للسلالات المنتجة لليسين ، مثل Corynebacterium glutamicum أو Brevibacterium flavum هي أبسط بكثير. هناك واحد فقط aspartokinase ونزع الهيدروجين homoserine واحد. وينظم Aspartokinase عن طريق تثبيط ردود الفعل multivalent من L- ثيترون و L- يسين.
شروط الإنتاج التجاري:
يستخدم دبس قصب السكر في المقام الأول كمصدر للكربون في الإنتاج الصناعي ؛ ويمكن أيضا استخدام الأسيتات ، الإيثانول أو الألكانات. وتستخدم الأمونيا الغازية أو أملاح الأمونيوم كمصادر النيتروجين ، ويستخدم اليوريا أيضا إذا كان إنتاج الكائنات الحية الدقيقة نشاط اليورياز. يجب إضافة عامل النمو L-homoserine أو L- threonine و L-methonine ، ولكن في التركيز دون المستوى الأمثل لتجنب التأثيرات التنظيمية غير المرغوب فيها. يتم استخدام بروتين الصويا hydrolysates أو غيرها من مصادر البروتين غير مكلفة. يجب أن يكون محتوى البيوتين في الوسط أكثر من 30 جزء من الغرام / 1 للحصول على أفضل إنتاج لليسين. عادة ما يكون محتوى البيوتين في دبس قصب السكر عاليًا بما فيه الكفاية ، ولكن إذا تم استخدام دبس السكر في البنجر أو النشا hydrolysates ، يجب إضافة البيوتين.
يحدث التخمر النموذجي القائم على دبس قصب السكر مع C. glutamicum (سلالة رقم 901) على النحو التالي:
1. ثقافة البذار الأولى:
جلوكوز 20 جم؛ ببتون 10 جم؛ مستخلص لحم 5 جم؛ كلوريد الصوديوم 2.5 غرام ؛ tapwater 1 لتر.
2. ثقافة البذرة الثانية:
دبس قصب السكر 50 جم؛ (NH 4 ) 2 SO 4 20 g؛ شراب الذرة الحاد 50 جم؛ كاكو 3 10 جم؛ مياه الصنبور 1 لتر.
3. الثقافة الرئيسية:
دبس قصب السكر 200 غ؛ بروتين الصويا hydrolyzate 18 غرام ؛ الصنبور warer 1 لتر. يظل الأس الهيدروجيني محايدا مع aq. NH 3 . مدة التخمر ، 60 ساعة. سرعة المكره 150 دورة في الدقيقة. تهوية 0.6 vvm ؛ درجة الحرارة 28 درجة مئوية.
