ЗАДАЧА 39

Аминокислоты известны как составные элементы белков. Био­логически активными являются только L-стереоизомеры …

Вариант ответа

При получении аминокислот применяют различные методы:

• Биологический метод (гидролиз белоксодержащих субстратов) наиболее дешевый. Однако существуют ограничения по стандар­тизации и по источникам сырья. Также из-за проблемы чистоты препаратов необходима многоступенчатая химическая очистка с частичным разрушением целевых продуктов (триптофан, трео­нин, серии, цистеин и др.).

• Химический синтез: образуется смесь D и L-изомеров, тогда как биологически активными являются только L-изомеры амино­кислот. Такое производство дорого, небезопасно и неэкологично. Тем не менее производство аминоуксусной кислоты (глицина) и метионина данным методом рентабелен (в первом случае из-за отсутствия изомеров, во втором — вследствие равной терапевти­ческой активности изомеров).

• Химико-энзиматический метод проводят в 2 этапа. Сначала химически синтезируют предшественник аминокислоты, напри­мер карбоновую кислоту, а затем осуществляют биотрансформа­цию предшественника ферментами живых клеток. Таким путем можно получать, например, аспарагиновую кислоту на осно­ве фумаровой или фенилаланин на основе коричной кислоты. Однако способ дорогой и сложный.

• Микробиологический метод. Обязательным условием возмож­ности его использования является наличие штаммов-супер­продуцентов аминокислот. В качестве модельных микроорганиз­мов применяют некоторые штаммы Escherichia coli, Bacillus subtilis, Corynebacterium glutamicum.

Критерии отбора биообъектов для создания промышленных штаммов. Прежде всего получение ауксотрофных мутантов, что предполагает использование только тех микроорганизмов, которые имеют раз­ветвленный путь биосинтеза по крайней мере двух аминокислот, образующихся из одного предшественника. Их биосинтез контро­лируется на уровне первого фермента общего участка согласован­ным ингибированием конечными продуктами (ретроингибирование). Кроме того, в селекции продуцентов аминокислот активно применяют методы генной инженерии. Например, при вставке генов треонина в плазмиды для их клонирования значительно повышается количество ферментов, ответственных за биосинтез соответствующей аминокислоты. Особенностью питательных сред является добавление в ограниченном количестве той аминокисло­ты, биосинтез которой блокирован в результате мутагенного воз­действия.

Таким методом получают, в частности, глутаминовую кислоту, лизин, треонин.