Микробный синтез на основе целлюлозы: белок и другие ценные продукты - Лобанок А.Г.
ISBN 5-343-00283-8
Скачать (прямая ссылка):
В опытах с отмытым мицелием олеат оказывал ингибирующее действие, что, по-видимому, связано с его превращением в нерастворимую олеиновую кислоту. Некоторые поверхностноактивные вещества (Твин 80 и Твин 40) в этом случае оказывают стимулирующий эффект. Последний проявляется в усилении образования целлюлазы даже при использовании в качестве растворимого индуктора аналога целлобиозы — лактозы. Nisi-zawa et al. (1972) в опытах с Trichoderma viride доказали, что индуцирующий эффект софорозы связан с образованием целлюлазы de novo. Ингибирующий эффект больших концентраций софорозы авторы объясняют возможным расщеплением софорозы до глюкозы, что ведет к репрессии. Репрессия глюкозой и ее метаболитами индукции синтеза целлюлазы у Trichoderma viride происходит преимущественно на уровне трансляции (Nisiza-wa et al., 1972).
По данным Loewenberg и Chapman (1977), софороза быстро катаболизируется до С02 и Н20 грибом Trichoderma viride. Присутствие софорозы в среде необходимо для непрерывного образования целлюлазы. Уровень синтеза целлюлазы в среде с со-
57
форозой в 10 раз меньше, чем на среде с целлюлозой. Причину низкого индуцирующего эффекта авторы видят в том, что софо-роза не стабильна как индуктор, она метаболизируется, а продукты ее расщепления вызывают репрессию синтеза целлюлазы. Sternberg и Mandels (1979) отмечают, что у Trichoderma reesei софороза не индуцирует полный комплекс целлюлаз. Она индуцирует образование карбоксиметилцеллюлозы и |3-глюкозидазы у протопластов Trichoderma reesei, при этом продуцируются множественные формы этих ферментов (Kolar et al., 1985). Однако имеются данные, что (3-глюкозидаза у этого организма синтезируется конститутивно (Mandels, 1984).
Продемонстрирована возможность получения целлюлазы Trichoderma viride в хемостатной культуре на глюкозе при лимитации источника углерода. Установлено, что в состав коммерческой глюкозы входит софороза, индуцирующая образование фермента. На химически чистой глюкозе продуцируется только карбоксиметилцеллюлаза и амилаза. На среде с глицерином и лактозой образуется целлюлаза и амилаза. Для образования ферментов необходим низкий pH среды. Влияние Н+ на скорость метаболизма объясняется лимитацией скорости переноса комплекса субстрат—пермеаза (Brown, 1976). Установлено, что штаммы Clostridium acetobutyricum в условиях непрерывного культивирования при лимите целлобиозы или ксилозы образуют наибольшее количество ксиланазы (Lee et al., 1985).
Используя новый метод непрерывного протока питательной среды с целлобиозой (8—12 мг/(ч-г мицелия) в качестве индуктора через плотную суспензию мицелия Trichoderma reesei, Tanigushi et al. (1983) получили резкое увеличение уровня образования целлюлазы и |3-глюкозидазы по сравнению с периодическим культивированием.
Trichoderma reesei QM 9114 в проточной культуре на среде с целлобиозой при лимитации последней продуцировала внеклеточную целлюлазу так же, как на среде с целлюлозой (Vaheri et al., 1979). Webb et al. (1986) осуществлен непрерывный процесс получения целлюлаз на основе иммобилизованных клеток Trichoderma viride в 10-литровом ферментере с использованием в качестве основного источника углерода глюкозы и софорозы в качестве индуктора.
Allen и Mortensen (1981) получены результаты, которые показывают, что целлобиоза не является естественным индуктором синтеза целлюлазы, так как целлобиоза одна или в смеси с глюкозой, ксилозой и гентиобиозой синтез не индуцирует. Гидролизаты целлюлозы и сиропы, обработанные |3-глюкозидазой и содержащие |3-димеры и тримеры глюкозы, индуцируют синтез целлюлаз. Предполагается, что наиболее вероятный индуктор — софороза. С другой стороны, Hrmova и Biely (1983) показано, что при действии на софорозу коммерческими препаратами целлюлаз или культуральной жидкостью Trichoderma reesei, полу-
58
ченной на среде с целлюлозой, образуется серия олигосахаридов с молекулярной массой, превышающей таковую для софорозы. В полученных продуктах отсутствуют |3-1,2-гликозидные связи. Установлено, что софороза накапливается в клетках Trichoderma reesei и, возможно, служит «долгоживущим» предшественником олигосахаридов с |3-1,4-связями. По мнению авторов, софороза может быть предшественником целлобиозы или другого вещества, являющегося индуктором синтеза целлюлаз. Эти данные не подтверждают более ранние результаты Loewenberg и Chapman (1977) о том, что софороза быстро метаболизируется до С02 и Н20.
Исследуя образование целлюлазы Trichoderma reesei при двухстадийном непрерывном культивировании на синтетической среде с лактозой, Ryu et al. (1979) выявили, что синтез ферментов происходит только во второй стадии при оптимальной скорости разбавления 0,026—0,028 ч-1. Отмечен активный синтез целлюлаз в проточной культуре Trichoderma reesei на 5%-ной лактозе и на среде с подпиткой (Allen, Andreotti, 1982). При росте мутанта Trichoderma reesei на среде с лактозой максимальное количество АТФ регистрируется к 60 ч культивирования, что соответствует началу образования эндоглюканазы. При культивировании на среде с подпиткой при каждом добавлении лактозы отмечается быстрый подъем уровня АТФ, сопровождающийся ускорением синтеза эндоглюканазы (Farkas et al., 1986).
