Биологический каталог




Биотехнология. Проблемы и перспективы

Автор Н.С. Егоров, В.Д.Самуилов, А.В. Олескин

анные споры другого плесневого гриба, Aspergillus ochraceus. Лучшим для иммобилизации грибных спор оказался метод включения в структуру поли-акриламидного геля (V. Bihari et al., 1984).

Клеточные органеллы. Изолированные клеточные органеллы (хлоропласты, митохондрии, микросомы, лизосомы, пероксисомы и др.) как объекты биотехнологии содержат ферменты или полиферментные комплексы и в то же время свободны от большинства других компонентов клетки. Выделение органеллы или группы органелл обычно представляет собой более простую процедуру, чем получение очищенного фермента. В отличие от клеток, изолированные органеллы не растут и не делятся. Хлоропласты и митохондрии, обладая собственной ДНК, размножаются в составе целой клетки, но не in vitro.

Если фотосинтетическая активность клеток пурпурных бактерий меняется от одной фазы развития культуры к другой, то активность выделенных из этих бактерий фотосинтетических мембран (хроматофоров) длительно поддерживается на постоянном уровне, пока не произойдет инактивация. Изолированные и включенные в полиакриламидный гель хроматофоры Rhodospirillum rubrum используют в лабораторных масштабах для синтеза АТР из ADP и неорганического фосфата за счет световой энергии. Правда, АТР-синтетазная активность иммобилизованных хрома-тофоров снижается при длительном освещении (Н. S. Yang et al., 1976).

Архебактерия Halobacierium halobium, обитатель Мертвого моря и других засоленных водоемов, при росте на свету образует бактериородопсин — белок, содержащий пигмент ретиналь и придающий мембранам клеток пурпурную окраску. Этот белок отвечает за преобразование световой энергии в энергию разности электрических потенциалов и концентрационного градиента ионов Н+ на цитоплазматической мембране. Выделенные из клеток Н. halobium пурпурные мембраны предлагают иммобилизовать на различных носителях с целью создания искусственных фотоэлектрических преобразователей — биотехнологических аналогов солнечных батарей.

Поскольку электрические свойства бактериородопсина обусловлены его активностью как светозависимой помпы для ионов Н+, носитель должен бцть проницаемым для Н+, но не для других ионов. Подходящим носителем является липидная бислой-ная мембрана, которая в целях ее упрочнения может быть армирована, например, путем нанесения на микропористый тефлоно-вый фильтр.

Соиммобилизация. Под соиммобилизацией понимают совместную иммобилизацию различных биокатализаторов: двух или более ферментов, видов клеток, комбинаций ферментов и клеток и другие варианты. Иммобилизация нескольких ферментов позволяет осуществить многостадийные процессы in vitro. Пример — превращение кетокислот в аминокислоты, совмещенное с регенерацией кофактора (см. гл. 4, § 3). Многостадийные процессы могут быть осуществлены также с использованием нескольких видов соиммобилизованных клеток, в частности смешанных культур микроорганизмов. Так, трансформация сорбозы в 2-кето-?-гулоновую кислоту, легко переводимую в результате химического окисления в аскорбиновую кислоту, происходит при участии соиммобилизованных клеток Gluconobacter melanogenes и Pseudomonas syringia.

Большое внимание уделяют соиммобилизации ферментов и клеток. При этом возможны два варианта.

1. Клетки имеют ту же каталитическую активность, что и совместно с ней иммобилизованный фермент. Использование такой системы позволяет значительно ускорить реакцию и стабилизировать каталитическую активность.

2. Клетки и фермент катализируют разные реакции. В этом случае возможно поэтапное преобразование субстрата в целевой продукт.

Важнейшие биотехнологические процессы, реализованные с Таблица 4. Примеры сонммобнлнзованных систем, включающих клетки и изолированные ферменты (по В. Dixon, 1984 и W. Hartmeier, 1985)

Компоненты соиммобилизованной системы Биотехнологический

процесс

клетки ферменты

Saccharomyces cerevi- р-Глюкозидаза Сбраживание целлобиозы до

siae, Zymomonas mobilis этанола

To же р-Галактозидаза Сбраживание лактозы до эта-

нола

S. cerevisiae Глюкоамилаза Получение пива с низким со-

держанием декстринов

To же Пепсин Получение вина с низким со-

держанием белков

Глюкозооксидаза Превращение глюкозы в глю-

коновую кислоту

Aspergillus niger Каталаза То же

To же Глюкоамилаза Удаление кислорода из пива

применением систем из соиммобилизованных ферментов и клеток, представлены в табл. 4.

Два широко используемых метода соиммобилизации ферментов и клеток проиллюстрированы на рис. 20. Один из них состоит в том, что смесь раствора фермента и суспензии клеток включают в полимерную структуру (рис. 20, а). Другой метод рассмотрим на примере соиммобилизации клеток гриба Aspergillus niger, содержащих глюкозооксидазу и каталазу, с изолированной ка-талазой. Эту систему используют для окисления глюкозы до глю-коновой кислоты. Убитый мицелий Asp. niger промывают агентом, увеличивающим проницаемость клеток, сушат и затем пог

страница 57
< К СПИСКУ КНИГ > 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77

Скачать книгу "Биотехнология. Проблемы и перспективы" (4.22Mb)


[каталог]  [статьи]  [доска объявлений]  [обратная связь]

п»ї
Rambler's Top100 Химический каталог

Copyright © 2009
(24.04.2017)