Главное меню
Главная О сайте Добавить материалы на сайт Поиск по сайту Карта книг Карта сайта
Книги
Аналитическая химия Ароматерапия Биотехнология Биохимия Высокомолекулярная химия Геохимия Гидрохимия Древесина и продукты ее переработки Другое Журналы История химии Каталитическая химия Квантовая химия Лабораторная техника Лекарственные средства Металлургия Молекулярная химия Неорганическая химия Органическая химия Органические синтезы Парфюмерия Пищевые производства Промышленные производства Резиновое и каучуковое производство Синтез органики Справочники Токсикология Фармацевтика Физическая химия Химия материалов Хроматография Экологическая химия Эксперементальная химия Электрохимия Энергетическая химия
Новые книги
Петрянов-соколов И.В. "Научно популярный журнал химия и жизнь выпуск 2" (Журналы)

Петрянов-соколов И.В. "Научно популярный журнал химия и жизнь выпуск 1" (Журналы)

Петрянов-соколов И.В. "Научно популярный журнал химия и жизнь выпуск 12" (Журналы)

Петрянов-соколов И.В. "Научно популярный журнал химия и жизнь выпуск 11" (Журналы)

Петрянов-соколов И.В. "Научно популярный журнал химия и жизнь выпуск 10" (Журналы)
Книги по химии
booksonchemistry.com -> Добавить материалы на сайт -> Биохимия -> Аркадьева З.А. -> "Промышленная микробиология" -> 47

Промышленная микробиология - Аркадьева З.А.

Аркадьева З.А., Безбородое А.М., Блохина И.Н. Промышленная микробиология — M.: Высш. шк., 1989. — 688 c.
ISBN 5—06—001482—7
Скачать (прямая ссылка): promishmicrobiol1989.pdf
Предыдущая << 1 .. 41 42 43 44 45 46 < 47 > 48 49 50 51 52 53 .. 297 >> Следующая

Для осуществления эффективной экспрессии чужеродных генов у микроорганизмов существуют три подхода. Наиболее простой вариант — внедрение (см. рис. 5.1) чужеродного гена внутрь структурного гена. В этом случае бактериальная или дрожжевая клетка использует регуляторные элементы собственного гена. Единственное условие такого способа конструирования — встройка чужеродного гена должна быть осуществлена в правильной рамке считывания. Недостатком этого метода является производство клеткой химерного белка, из которого нужный продукт получается путем химического расщепления. Метод применен для получения ряда продуктов, особенно небольших пептидов, таких, как соматостатин. Небольшие пептиды часто являются нестабильными продуктами из-за активного протеолиза. Важно, что в составе химерных белков стабильность пептидов повышается.
Второй метод называется методом прямой экспрессии. В этом случае стыковка структурного гена производится в области инициации трансляции с образованием гибридного сайта узнавания рибосомами (рис. 5.3). Такой способ позволяет получать почти естественный чужеродный белок обычно с лишним метионино-вым остатком на ІМНг-конце полипептидной цепи. Последнее обстоятельство связано с тем, что многие необходимые нам белки человека, такие, как инсулин или интерфероны, синтезируются
старт мРНК
промотор
структурная часть чужеродного гена
p sd

гибридный участок связывания рибосом
Рис. 5.3. Подстановка структурной части чужеродного гена под контроль регуля-торной области бактериального гена с образованием гибридного участка связывания рибосом
100
Рис. 5.4. Зависимость уровня синтеза продукта гена его фага X под контролем промотора лактозного (lacUVS) оперона Escherichia coli от структуры гибридного участка связывания рибосом
н виде предшественников с сигнальной последовательностью на NH2-KOHUe полипептидной цепи, которая отщепляется в процессе их выхода из клетки. Правильный процесс отщепления сигнальных последовательностей в бактериальной клетке не всегда возможен. Поэтому мы вынуждены ввести в конструкцию перед структурным геном кодой инициации трансляции (метиониновый кодоH) .
Недостатком метода является необходимость оптимизации конструкции гибридного участка связывания рибосом в каждом конкретном случае. Оптимизация заключается в изменении числа и характера нуклеотидов между участком связывания рибосом (последовательность Шайн-—¦ Дел гарно) и инициирующим кодовом. Возможно, такая оптимизация связана с изменением вторичной структуры мРНК в области инициации трансляции. Некоторые примеры, показывающие важность оптимальной структуры сайта связывания с рибосомами для увеличения выхода чужеродного белка, приведены на рис. 5.4.
Недавно группа сотрудников «ВНИИ генетики и селекции промышленных микроорганизмов» предложила новый принцип экспрессии чужеродных генов, использующий природный феномен перекрывания сайтов терминации и инициации трансляции в бактериальных опероиах. Согласно этой схеме (рис. 5.5) чужеродный ген встраивается за первым геном оперона таким образом, что сайт инициации трансляции чужеродного гена перекрывается на один нуклеотид с сайтом терминации трансляции первого гена оперона. В этом случае рибосомы, начавшие трансляцию первого белка, терминируют его синтез, но не покидают
101
старт мРНК
промотор
I ген оперона
структурная часть чужеродного гена
P SD1


ATG1____SD11 TGATG----
стоп кодом
участки связывания рибосом
Рис. 5.5. Принцип организации «гибридного оперона» с частично перекрывающими генами
матрицу, а приступают к трансляции чужеродного белка. Ген первого белка оперона не является необходимым, а следовательно, в его структурную часть можно ввести дополнительный сайт связывания с рибосомами, а это обеспечит трансляцию чужеродного белка даже с большей эффективностью, чем первого белка оперона. Еще более важную роль для максимальной экспрессии гена играет сайт инициации транскрипции — промотор. Примеры экспрессии одноименных генов под контролем различных промоторов приведены в табл. 5.1. Видно, что экспрессия изменяется на два-три порядка.
При создании промышленного штамма микроорганизма во многих случаях необходимо добиться не максимальной экспрессии гена, а ее оптимизации. Очень высокий синтез некоторых белков часто детален для клетки. Для промышленного производства важно получить максимальный выход продукта с единицы объема ферментера в единицу времени, а не максимальный синтез белка в пересчете на клетку. Так, высокий синтез некоторых белков может резко снизить скорость роста и жизнеспособность клеток и в конечном счете привести к снижению выхода продукта в промышленной ферментации. Получение белков, токсичных для микроорганизмов, часто выгодно проводить с регулируемым промотором в две стадии. В первой стадии при «молчащем» промоторе осуществляется рост биомассы, а затем путем изменения условий культивирования включается промотор. В этих условиях все клетки в аппарате одновременно начинают синтезировать продукт и их дальнейшая судьба нас не волнует. Типичными примерами регулируемых промоторов могут быть промоторы фага X (Pi. и Pr) при наличии ts-мутации в геие-репрессоре. В этом случае включение осуществляется повышением температуры в ферментере. Другой пример — промотор кислой фосфатазы у дрожжей, который можно включить перенесением культуры на среду, дефицитную по неорганическому фосфату.
Предыдущая << 1 .. 41 42 43 44 45 46 < 47 > 48 49 50 51 52 53 .. 297 >> Следующая

Авторские права © 2011 BooksOnChemistry. Все права защищены.
Реклама