Факторы, влияющие на биосинтез ферментов. Получение неочищенных ферментных препаратов

1. Факторы, влияющие на биосинтез ферментов. Получение неочищенных ферментных препаратов.

Ратников Е.А.
Шибанова К.А.

2. Факторы, влияющие на биосинтез ферментов

1. Генетический фактор
Состав и количество синтезируемых клетками ферментов зависит
главным образом от наследственных свойств данного организма, так
как структура каждого образующегося в клетке белка определяется
соответствующим геном. В то же время ген как единица
наследственности способен изменяться, делиться и расщепляться под
влиянием внешней среды, а также в результате направленных
мутаций искусственного характера.
Пример: получение промышленно ценных штаммов мутантов с
измененными генетическими свойствами успешно осуществляется
путем селекции с использованием мутагенных факторов, таких, как
ионизирующие и неионизирующие излучения, изотопы, актинофаги,
антибиотики, химические соединения, обладающие высокой
преобразующей способностью по отношению к наследственным
элементам клетки.

3.

2. Состав питательной среды
В биосинтезе ферментов, производительность существующих
технологических процессов по каждому ферменту не в последнюю
очередь зависит от состава питательной среды, имея в виду наличие в
ней не только источников углерода, азота, фосфора и других
элементов, но и веществ, играющих роль индукторов или репрессоров
биосинтеза данного конкретного фермента или их групп.
Пример:
фермент
липаза
почти
не
синтезируется
грибом Asp. awamori на среде без индуктора, внесение кашалотового
жира усиливает биосинтез фермента в сотни раз. Этот же вид гриба
при добавлении в среду крахмала и полном исключении
минерального фосфора интенсивно синтезирует другой фермент —
фосфатазу)

4.

3. Компоненты содержащие дополнительные факторы роста
Для интенсификации процесса роста и синтеза ферментов часто
добавляют всевозможные вытяжки или экстракты, содержащие
дополнительные факторы роста.
Пример: к ним относятся прежде всего аминокислоты. Они легко
проникают внутрь клетки и специфически влияют на образование
фермента. Факторами роста являются также пуриновые основания и их
производные, РНК и продукты ее гидролиза.

5.

4. Минеральные соли
(Mg2+, Са2+, Mn2+, Zn2+, Fe2+, Cu2+ и некоторых других металлов )
Пример: ионы Са повышают устойчивость α-амилазы, ионы Fe и Mg
активизируют и стабилизируют протеолитические ферменты; Fe2+ и
Сu2+ участвуют в реакциях, связанных с утилизацией и превращением
энергии.

6. Факторы, влияющие на биосинтез ферментов в процессе культивирования

Характер процесса культивирования
С точки зрения характера процесса культивирования
микроорганизма-продуцента все технологические процессы
производства ферментных препаратов делятся на две
принципиально отличные группы:
• ферментация ведется глубинным методом в жидкой
питательной среде
• используется поверхностная культура, растущая на
специально подготовленной рыхлой и увлажненной
питательной среде

7. Факторы, влияющие на биосинтез ферментов в процессе культивирования

При глубинном культивировании концентрация фермента
обычно значительно ниже, чем в водных экстрактах
поверхностной культуры (не более 3%).
Для некоторых культур характерно торможение роста и
биосинтеза
высокими
начальными
концентрациями
субстрата.
Поэтому
часто
некоторые
компоненты
питательной среды вводятся постепенно на стадии активного
роста.
Параллельно
проводится
поддерживание
оптимального уровня кислотности среды.

8. Получение неочищенных ферментных препаратов

Неочищенные ферментные препараты представляют
собой культуру микроорганизмов вместе с
остатками питательной среды, высушенной при
мягком режиме до влажности не более 8-12%
Неочищенный ферментный препарат может быть
получен на основе поверхностной или глубинной
культуры. Глубинная культура может быть перед
сушкой отделена от нерастворимой части или
высушена вместе с ней.

9. Получение сухой поверхностной культуры

Поверхностная культура м/о имеет влажность 35-58%, это
низкостабильный
продукт,
который
следует
сразу
использовать или высушивать до равновесной влажности 1012%. Перед высушиванием культура выгружается
из
растильной камеры, измельчается до определенной величины
частиц и высушивается (для этого используются различные
виды сушилок: шкафные, шахтные, барабанные и т. д.)

10. Используемая литература

1. Грачева И.М. Технология ферментных препаратов. 2000 г.
2. Егоров Н.С. Биотехнология. В 8 томах: Книга 5
«Производство белковых веществ». 1987 г