Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Биология -> Бич Г. -> "Биотехнология. принципы и применение " -> 67

Биотехнология. принципы и применение - Бич Г.

Бич Г., Бест Д., Брайерли К., Кумбс Дж. Биотехнология. принципы и применение — М: Мир, 1988. — 480 c.
ISBN 5-03-000058-5
Скачать (прямая ссылка): biotehnologiyaprincipiiprimeneniya1988.djvu
Предыдущая << 1 .. 61 62 63 64 65 66 < 67 > 68 69 70 71 72 73 .. 210 >> Следующая

другой стороны, для того чтобы обойти контроль, можно использовать
предшественники, превращаемые в ходе обмена в кетобутират (например, а-
амино-, а-бром- и а-гидроксибутиргт); точно так :же при участии
гидроксиметилтрансферазы и в присутствии достаточного количества
метилентетрагидрофолата из предшественников глицина можно получать L-
серин. В качестве поставщиков С-1 могут выступать глицин, формальдегид,
формиат, саркозин, холин или метионин. При наличии в среде глицина,
глюкозы и метанола метиониновый ауксотроф Artrobacter glo-biformis
образует до 5,2 г/л L-серина. Для такой конверсии, а также для
образования L-глутамата, L-метионина и ароматических аминокислот могут
использоваться и другие штаммы растущих на метаноле бактерий.
Синтез аминокислот с помощью ферментов
Об использовании чистых ферментов для нужд химии подробно будет
говориться в разд. 4.2.6, а здесь мы остановимся на том, какова роль и
ожидаемые преимущества применения ферментов при синтезе аминокислот. Эти
процессы бывают одно- и многостадийными, а используемые в них методы
весьма разнообразными от применения in situ интактных, но не растущих
организмов до иммобилизованных препаратов. В этой связи целесообразно
рассмотреть пять классов ферментов.
1. Гидролитические ферменты (или гидролазы), например L-a-амино-е-
капролактам-лиаза (синтез L-лизина) или 2-амино-тиазолин-4-
карбоксилатгидролаза (синтез L-цистеина) (рис. 4.6). Чтобы можно было
использовать неочищенные ферменты, целые клетки обрабатывают
поверхностно-активными веществами, вы-
152
Глава 4
НгС^с/СН2
Н2
Рацемическая смесь D- и L-а-Амино- Е-капролэктама
Г идролаза
H2N(CH2)4CH(NH2)COOH L -Лизин +
D- а -Амино- ? -капролак там
СН2-СН-СООН
СН2-СН-СООН
сн2-СН - СООН'
S N _-------
Гидролаза
in
L*2 -Амино- Д2-тиазолии• А-карбоксилат
s nh2
Г идролаза II
Г идролазаI
O^^NH2 S -Карбамоил- L *цистеин
Место гидролитической атаки
Рис. 4.6. Применение гидролитических ферментов при производстве
аминокислот.
зывающими изменение проницаемости. Кроме того, могут быть получены
мутанты, у которых искомый продукт не вовлекается более в обмен веществ.
2. Лиазы. Эти ферменты часто используются в реакциях дезаминирования.
Так, для образования L-аспарта из фумаратэ аммония может использоваться
(в обратной реакции) аспарта-за, или L-аспартат - аммиак-лиаза. В
качестве доноров аммония могут, кроме того, выступать гидразин или
гидроксил амин. Сходным образом L-фенилаланин - аммиак-лиаза может
катализировать распад L-фенилаланина с образованием транс-ко~ ричной
кислоты и аммиака. Хотя обычно равновесие в этих реакциях сдвинуто в
сторону реакций распада, при высоких концентрациях аммонийных ионов
начинают преобладать процессы синтеза.
3. Ферменты, содержащие пиридоксальфосфат. Это обычные коферменты,
участвующие в метаболизме аминокислот. Они катализируют множество
реакций: рацемизацию, трансаминирова-ние, декарбоксилирование, реакции
замещения и элиминации и являются своего рода универсальными. По-
видимому, роль этих коферментов состоит в активации аминокислот, что
облегчает их взаимодействие с апоферментом. Мы рассмотрим здесь лишь
несколько ферментов из этой группы. Так, L-тирозин - фенол-лиаза (р-
тирозиназа) катализирует реакцию [5-элимина-ции, в которой тирозин
распадается с образованием пирувата, фенола и аммиака. При оптимальных
условиях Erwinia herbi-cola может синтезировать очень много этого
фермента (до 10%
Химия и технология
153
,<1) 0-Тирозиназа
4а) Процесс, обратный элиминации
+ СН3СОСООН + NH3 фенол Пирувзт Аммиак
+ Н20
CH2CH(NH2)COOH
Тирозин
tl6) {3-Замещение ОН
Катехол
+ CH2OHCH(NH2)COOH Серин
<(2) Триптофаназа; процесс, обратный ^-элиминации
Индол
+ СН3СОСООН + NH3
Пировиноградная Аммиак кислота
+ И20
CH2CH(NH2)COOH
L-ДОФА
? CH2CH(NH2)COOH
Nr
Триптофан
(3) L-Метионин - у - лиаза
CH3SeH + СН3СН2СОСООН + NH3 Метилселенол а -Кетобутират Аммиак
СН3
-Se - (CH2)2CH(NH2)COOH + Н20
Селен метионин
Рис. 4.7. Реакции синтеза, катализируемые пиридоксалевыми ферментами.
растворимого белка). Его используют для синтеза тирозина: в
иммобилизованной форме он применялся для непрерывного его производства.
Субстратная специфичность этого фермента такова, что он может также
осуществлять реакцию ^-замещения между DL-серином и пирокатехолом, в
результате которой образуется L-ДОФА (рис. 4.7). Примером широкого
распространенного в природе фермента, осуществляющего дезаминирование,
может служить L-триптофан - индол-лиаза (триптофаназа).
154
Глава 4
Она катализирует реакции а,(3-элиминации и (3-замещения в. также
характеризуется широкой субстратной специфичностью (L-триптофан, L-
цистеин, Б-метил-Ь-цистеин, (З-хлор-Ь-аланин,, L-серин). Действие ее
может быть обращено, и тогда она будет способствовать синтезу L-
триптофана из индола, пирувата и аммиака. Примером индуцибельного
фермента является L-ме-тионин - г/-лиаза: она катализирует реакцию
элиминации, где субстратами могут быть разнообразные аминокислоты,
Предыдущая << 1 .. 61 62 63 64 65 66 < 67 > 68 69 70 71 72 73 .. 210 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

Есть, чем поделиться? Отправьте
материал
нам
Авторские права © 2009 BooksShare.
Все права защищены.
Rambler's Top100

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed