Биотехнология. принципы и применение - Бич Г.
ISBN 5-03-000058-5
Скачать (прямая ссылка):
пищи в мире. В качестве субстратов использовали нефть, метан, метанол и
крахмал; большинство продуктов вырабатывали для добавления в корм
животным. В целом процессы на основе метанола и крахмала оказались
наиболее конкурентоспособными. В западных странах самый крупный завод был
построен компанией ICI: там в одном ферментере при участии
метанолпотребляющей бактерии Methylophilus meihylotrophus получают из
метанола около 70 000 т белка прутина (Pruteen) в год. При помощи
технологии рекомбинантных ДНК были модифицированы механизмы ассимиляции
азота этими бактериями, что привело к увеличению выхода продукта. Это
было одним из первых доказательств практической значимости и
потенциальных возможностей генетической инженерии (гл. 7). В СССР
ежегодно производится более 1 млн. т БОО, в основном из углеводородов и
отходов растениеводства. Один из немногих высококачественных продуктов из
БОО, пригодный для человека, поставляется для проб-
16
Глава 1
ной продажи в Англии фирмой Rank Hovis McDougall. Его вырабатывают из
гриба, выращиваемого на содержащем углеводы сырье (гл. 3).
Хотя в наше время, и особенно в последние двадцать лет, интерес к
использованию ферментов в промышленности все более возрастает, их
внедрение в производство происходит медленно. Набор используемых сегодня
ферментов весьма невелик и применяются они в основном в пищевой
промышленности. Правда, за последние несколько лет значительно возросло
число ферментов, применяемых в медицине (главным образом для
диагностики). И все же в целом рынок ферментов остается сравнительно
небольшим, порядка 250 млн. фунтов стерлингов в год. Основные причины
такого относительно медленного развития- нестабильность ферментов,
сложность выделения продуктов переработки и проблемы, связанные с
добавлением или заменой кофакторов. Однако в некоторых случаях эти
сложности удается обойти путем использования интактных клеток
микроорганизмов. Такой способ стал играть особенно важную роль в 50-х
годах при крупномасштабном производстве лекарственных препаратов
стероидной природы. Было установлено, что многие микроорганизмы способны
строго направленно и стереоспецифически гидроксилировать сложные молекулы
стероидов. Уже на ранних этапах этого метода было сделано важное
наблюдение: оказалось, что плесневый гриб Rhizopus arrhizus способен
стереоспецифически, по 11-му положению гидроксилировать женский половой
гормон прогестерон. Это существенно упростило производство кортизона,
который применяют для лечения артрита. До внедрения нового метода это
соединение получали с помощью химического синтеза, включавшего 37 стадий,
с выходом 0,02%, и поэтому стоимость 1 г его составляла 200 долларов.
Благодаря внедрению в этот процесс этапа, основанного на биотрансформации
и существенно упрощающего синтез, цена упала до 68 центов за 1 г.
Впоследствии был выделен еще ряд микроорганизмов, способных специфически
гидроксилировать другие углеродные атомы кольца, а недавно микробные
системы начали использовать для превращения фитостероидов в С-19-
стероидные гормоны с менее громоздкими молекулами. Они находят широкое
применение, в частности как пе-роральные противозачаточные средства.
Химическая промышленность, особенно в США и Японии, проявляет постоянный
интерес к разработке аналогичных процессов получения других дешевых
продуктов на основе микробиологического окислительного катализа.
Считается, что таким путем удается осуществлять более экономичные
процессы, чем их нынешние аналоги в химической промышленности (гл. 4).
Что такое биотехнология?
17
Ряд производств, например получение вакцин, стал гораздо эффективнее
после освоения методов культивирования растительных и животных клеток в
большом объеме. Был разработан также метод слияния клеток различных
линий, что позволило, в частности, ученым фирмы Unilever получить новые
клоны масличных пальм, как более урожайных, так и дающих продукцию более
высокого качества.
1.4. Перспективы развития биотехнологии
В будущем благодаря расширению сферы своего применения биотехнология
сделает весомый вклад в повышение уровня жизни (табл. 1.3). Быстрее всего
ее применение даст результаты в Таблица 1.3. Сфера применения методов
биотехнологии
Приборы для аналитической химии
Процессы биосинтеза и биодеградации
Углеродсодержащее сырье для химической промышленности
Химическая переработка (очистка продукта)
Химические продукты, использующиеся в быту: клеи, детергенты, красители,
волокна, вкусовые добавки, желирующие вещества и загустители, камеди и
растительные клеи, душистые вещества, пигменты, пластики, смазки, воска и
пр.
Источники энергии
Контроль за состоянием окружающей среды (воздух, вода и почва)
Пища и напитки (сельскохозяйственное производство и переработка)
Здравоохранение (диагностика, лечение), борьба с болезнями растений и
животных
Добыча минерального сырья на суше и в море
медицине, но в более отдаленном будущем (лет через десять), по мнению
