ЗАДАЧА 2

ЗАДАЧА 1

В процессе промышленного производства аскорбиновой кислоты…

Вариант ответа

Синтез аскорбиновой кислоты по А. Грюсснеру и М. Рейхшейну с 1934 г. представляет собой многостадийный и преимущественно химический процесс, в котором имеется лишь одна стадия биотранс­формации D-сорбита в L-сорбозу с участием уксуснокислых бакте­рий как классический пример микробиологического производства. Для получения сорбозы культуру продуцента Gluconobacter oxydans выращивают в ферментерах периодического действия, оснащенных мешалками и барботерами для усиления аэрации в течение 20—40 ч. Выход сорбозы достигает 98% от исходного сорбита. Питательные среды содержат кукурузный или дрожжевой экстракт (20% от общего количества). По окончании производственного цикла сорбозу выде­ляют из культуральной жидкости.

Совершенствование этой стадии в части повышения выхода целе­вого продукта при переходе от периодического культивирования про­дуцента Gluconobacter oxydans к непрерывному в аппарате колонного типа позволило увеличить скорость образования сорбозы в 1,7 раза.

Также можно привести пример получения 2-кето-L-гулоновой кислоты (промежуточный продукт синтеза витамина С^♠), кото­рая легко превращается в аскорбиновую кислоту. Это метод двух-стадийного микробиологического синтеза, включающий окисле­ние D-глюкозы в 2, 5-дикето-D-глюконовую кислоту с дальнейшей биотрансформацией в 2-кето-L-гулоновую кислоту. Наиболее про­дуктивными микроорганизмами, осуществляющими эту реакцию, являются представители родов Acetobacter, Erwinia, Gluconobacter, в частности, мутантный штамм Erwinia punctata, который обеспечивает выход до 94,5% 2, 5-диксто-D-глюконовой кислоты от общего коли­чества исходной глюкозы.

ЗАДАЧА 2

Довольно часто при получении ЛС биотехнологическими метода­ми синтез метаболитов и суспензионной культуре…

Вариант ответа

Известно, что биотрансформация — метод, использующий лока­лизованные в клетках растения ферменты, которые обладают спо­собностью изменять функциональные группы добавляемых извне химический соединений. Этот метод применяют в основном для повышения биологической активности конкретной химической структуры посредством серии специфических химических реакций одним или несколькими последовательно связанными ферментами. В качестве примера можно привести биотрансформацию дигитокси-на в дигоксин клетками Digitalis Lanata. Использование в клиниче­ской практике дигоксина предпочтительнее вследствие меньшей его токсичности по сравнению с дигитоксином. При этом необходимо отметить, что при экстрагировании БАВ из биомассы плантационно-выращиваемых растений преобладает в основном дигитоксин.

При решении данной проблемы можно использовать недиффе­ренцированные культуры клеток (суспензии) Digitalis Lanata, которые сами по себе не образуют сердечных гликозидов, но вполне успешно могут осуществлять реакции биотрансформации субстратов, добав­ляемых в питательную среду.

Биотрансформация дигитоксина в дигоксин происходит за счет реакции 1, 2-гидроксилирования, катализируемой ферментом, находя­щимся в клетках Digitalis Lanata. В данном случае целесообразно при­менять иммобилизацию растительных клеток путем встраивания их в альгинат кальция или в агарозные шарики, или в сетчатые структуры из нейлона, полиуретана и др. Иммобилизация растительных клеток дает преимущество по сравнению с суспензионными культурами:

• многократное использование биомассы;

• четкое отделение биомассы от продуктов метаболизма;

• увеличение продолжительности культивирования на стадии про­дуцирования;

• получение большего количества вторичных метаболитов.