1. Биотехнологияны гылым жэне ондіріс саласы ретінде сипаттаны. Даму тарихын ашыныз, биотехнологиянын багыттарын жазыныз. Биотехнология
Бастапқы метаболиттер туралы түсінікті ашыңыз. Аминқышқылдарын биотехнологиялық әдістермен алуды сипаттаңыз
жүктеу/скачать 474.56 Kb.
|
| 11. Бастапқы метаболиттер туралы түсінікті ашыңыз. Аминқышқылдарын биотехнологиялық әдістермен алуды сипаттаңыз
Бастапқы метаболиттер дененің барлық жасушаларында болатын және тіршілік үшін қажет молекулалар деп аталады. Бұл топтың заттары ең маңызды, өйткені олар дененің барлық жасушаларында кездеседі және қалыпты өмір сүру үшін қажет. Бастапқы метаболиттердің төрт категориясы бар: 1.көмірсулар; 2.ақуыздар; 3.липидтер немесе майлар; 4.нуклеин қышқылдары. Бірінші санаттағы заттар табиғатта кез-келген басқа биологиялық молекулаларға қарағанда жиі кездеседі. Олардың маңызды функцияларының ішінде ағзаға қажетті энергияны тасымалдау мен сақтауды бөліп көрсетуге болады. Гликоген мен крахмал бұл тапсырманы өте жақсы орындайды. Сонымен қатар, кейбір көмірсулар, атап айтқанда жануарлардағы хитин немесе өсімдіктердегі целлюлоза құрылымдық функцияны да орындайды. Ақуыздар метаболизм үшін үлкен маңызға ие. Олар орындайтын тапсырмалар жиынтығы өте кең. Олардың кейбіреулері катализаторлар, яғни олар организмде болатын химиялық реакцияларды тездетеді. Басқалары цитоскилетті құрайтын механикалық функцияны орындайды. Сонымен қатар, ақуыздар жасуша циклін, иммундық реакцияларды реттеуге, сондай-ақ мембраналар арқылы сигнал беруге жауап береді. Сондықтан ақуызды, негізінен етті жеткілікті мөлшерде жеу өте маңызды. Бұл сізге, басқалармен қатар, Proteus бактериясынан туындаған бірқатар аурулармен күресуге көмектеседі. Липидтер организмдегі ең тиімді энергия көздері болып табылады. Бұл олардың құрамында май қышқылдарының көп мөлшерде қалдықтары бар екендігіне байланысты, олар өз кезегінде өте төмен тотығу деңгейімен сипатталады. Сондай-ақ, липидтер жылу оқшаулау қызметін атқарады. Сондықтан жылы қанды жануарлардың көпшілігінде май тінінің негізгі мөлшері тікелей тері астына шоғырланған. Холестерин, балауыз және басқалары сияқты фосфолипидтер құрылымдық функцияны орындайды, жасуша мембраналарын және өсімдіктердің кейбір сыртқы мүшелерін құруға тікелей қатысады. Биотехнологиялық әдістермен алынған қосылыстардың ішінде аминқышқылдары өндіріс көлемі бойынша бірінші және құны бойынша екінші орында, соңғы параметр бойынша антибиотиктерден кейін екінші орында. Аминқышқылдарының әлемдік өндірісінің көлемі жылына 500 мың тоннадан асады, оның 300 мың тоннасы натрий глутаматына, 100 мың тоннасы лизинге және 140 мың тоннасы метионинге келеді. Алайда, көрсетілген көлем аминқышқылдарының қажетті мөлшерінің аз ғана бөлігі болып табылады. ДДҰ мәліметтері бойынша, адамзаттың тек төрт маңызды аминқышқылына деген қажеттілігі миллион тоннаны құрайды: лизин — 5, метионин — 4, треонин — 3,7 және триптофан — 2 үшін. Аминқышқылдары-ақуыздардың құрылымдық бірліктері. Табиғи аминқышқылдары ферменттердің, бірқатар гормондардың, дәрумендердің, антибиотиктердің, алкалоидтардың, токсиндердің және басқа азотты қосылыстардың (пуриндер, пиримидиндер, гем және т.б.) биосинтезіне қатысады. Жануардың денесінде ақуыз аминқышқылдарының жартысына жуығы синтезделмейді. Олар маңызды аминқышқылдары деп аталады және денеге тамақ арқылы енуі керек. Осы аминқышқылдарының әрқайсысының тағамдық немесе жемшөп рационында болмауы метаболизмнің бұзылуына, өсу мен дамудың баяулауына әкеледі. Аминқышқылдары белоктардың құрамдас элементтері болып табылады. Барлық 20 аминқышқылдары табиғи полипептидтерді құруға арналған мономерлер болып табылады және жақсы зерттелген (оларды синтездеу әдістері ұзақ уақыт бойы егжей-тегжейлі сипатталған). Бұл қосылыстар оптикалық изомерлер түрінде де болатыны белгілі бүгінде аминқышқылдарын өндірудің 4 әдісі белгілі: 1. химиялық әдіс (жұқа Органикалық синтез) 2. химиялық-энзиматикалық әдіс (биологиялық белсенді L-изомерлерін қалыптастыру үшін химиялық синтезделген аминқышқылдарының прекурсорларының энзиматикалық трансформациясы). Әдіс өте қымбат. 3. биологиялық әдіс (құрамында ақуыз бар субстраттардың гидролизін қолдану) 4. тікелей микробиологиялық әдіс (L-аминқышқылдарын алу). Әдіс арзан, үнемді. Аминқышқылдарын өндірудің ең көп таралған әдістері Химиялық-энзиматикалық және микробиологиялық болып табылады. Химиялық-энзиматикалық әдісті қолданудың мысалдары ретінде мыналарды келтіруге болады: фумар қышқылынан аспарагин қышқылының синтезі (Escherichia coli жасушалары қолданылады) даршын қышқылынан L-фенилаланин синтезі (ашытқы жасушалары қолданылады). Аминқышқылдарының микробиологиялық синтезі ең перспективалы және үнемді. Қазіргі уақытта өндірілген барлық жоғары тазартылған аминқышқылдарының 60% - дан астамы осы жолмен алынады. Оның басты артықшылығы-жаңартылатын шикізат негізінде аминқышқылдарын алу мүмкіндігі. Аминқышқылдарының өнеркәсіптік өндірісі кейбір микроорганизмдердің культуралық ортаға кез-келген амин қышқылының едәуір мөлшерін бөлу қабілеті ашылғаннан кейін мүмкін болды. Бұл ретте генетикалық бағдарламасы өзгертілген мутанттарды іріктеу арқылы өнімді штаммдарды жақсартуға болатыны атап өтілді. Бұл brevibacterium, Micrococcus, Corinebacterium, Arthrobacter тұқымдары. Лизин өндірісі Көміртегі көзі ретінде аминқышқылдарын өндіруде микроорганизмдердің штаммдарын өсіру үшін көмірсулар ең қол жетімді-глюкоза, сахароза, сирек фруктоза және мальтоза. Қоректік ортаның құнын төмендету үшін қайталама шикізат – қызылша мелассасы, сүт сарысуы, крахмал гидролизаттары, сульфитті сілті көміртегі көзі ретінде қолданылады. Мочевина, аммоний тұздары (сульфаттар мен фосфаттар) азот көзі ретінде қолданылады. Табысты өсу үшін микроорганизмдерге жүгері, ашытқы және уыт өскіндерінің сығындылары, Кебек пен ашытқы гидролизаттары, В дәрумендері сияқты өсу стимуляторлары қажет. қоректік ортаға кейбір макро - және микроэлементтер қосылады: P, Ca, Mg, Mn, Fe және т. б. биосинтез процестеріне аэрация айтарлықтай әсер етеді, сонымен бірге ауамен қамтамасыз ету дәрежесі әрбір нақты амин қышқылы үшін жеке болып табылады. жүктеу/скачать 474.56 Kb. Достарыңызбен бөлісу:
|