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" -> 50

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 .. 44 45 46 47 48 49 < 50 > 51 52 53 54 55 56 .. 297 >> Следующая

В результате изменения пути усвоения азота клетки М. methylotrophus стали способны к более высокой конверсии метанола в белок (возросла на 4—7%). Данная работа является примером нового направления генно-инженерных подходов к изменению микроорганизмов, а именно изменению путей основного метаболизма клетки.
Целевым продуктом микробиологического синтеза являются чаще всего (за исключением производства белка одноклеточных), первичные или вторичные метаболиты клетки или один из ее ферментов. Задачи и подходы, используемые для получения
107
штамма-продуцента какого-либо фермента, не отличаются от рассмотренных в предыдущем разделе. Обычно при создании такого штамма на практике преследуются две цели — увеличение выхода фермента или изменение его качества. Увеличение выхода может быть достигнуто либо амплификацией гена на многокопийных плазмидах, либо подстановкой нужного фермента под новую систему регуляции. Для изменения качества обычно переносят ген из другого организма в штамм-продуцент и вводят его под контроль одноименного ферментного белка.
Примером изменения качества фермента является клонирование термостабильной а-амилазы Bacillus licheniforniis в В. subti-lis. Для крупномасштабной индустрии чрезвычайно важно не изменять технологических схем ферментации, так как это связано с большими капитальными вложениями. Кроме того, переход к термофильным штаммам связан, как правило, с увеличением расхода сырья вследствие более активного метаболизма таких микроорганизмов. Поэтому наиболее экономичным способом получения термостабильных ферментов признан перенос генов их кодирующих в обычные продуценты, особенно в случае, если культивирование последних уже освоено промышленностью.
В течение 1977.....-1980 гг. во ВНИИгенетпкм на базе лабораторного штамма Е. coli К12 сконструирован штамм-продуцент L-треонина — важной незаменимой аминокислоты, используемой в медицине и сельском хозяйстве. На рис. 5.8 изображен путь биосинтеза L-треонина, который образуется из аспарагиновой кислоты. Помимо треонина, из аспарагиновой кислоты синтези-
Аспарагиновая UwA1 Фосфат аспарагинопой US(I Полуальдегид испарагииопой thrA2 Гомосернп ihrli Фосфат ihre Треонин
кислота гомосерина
кислоты кислоты
аспартокината
гомоссрин-деі идрогеиа
гомосернп-кинаш
подавление активности
фермента итбытком треонина + изолейцина
I
L-литии
L-метионип
треонин- I сиитеїаш I
ь-и юлеинип
ГЕНЕТИЧЕСКАЯ КАРТА ОБЛАСТИ ТРЕОНИПОВОГО 01IEI1OHA
4
Активация ффГфф
регуляторная область
lhrB UirA, UkA2 thrB thrC I-1.....•
ішнршіление ірішекрпіщші
репрессия оперона избытком треонина + итолейцина
Рис. 5.8. Биосинтез L-треонина у Escherichia coli.
Существуют два уровня, на которых осуществляется контроль синтеза: / — подавление активности аспартокиназы (продукт гена thrА) избытком thr -f- ile; //—репрессии оперопи теми же амшю
кислотами
Фиг. /. Гомосериндегидрогена следует читать гомосериндегидрогенніиі
108
руются лизин, метионин, изолейцин — так называемое аспараги-новое семейство аминокислот. В биосинтезе треонина принимают участие четыре фермента, три из которых контролируются генами треонинового оперона. Реакция превращения аспартилфосфата в полуальдегид аспарагиновой кислоты катализируется продуктом гена asd, не входящим в оперон. Эта стадия не лимитирует процесс. Поэтому в дальнейшем эта стадия нас интересовать не будет. Ген thrA ответствен за синтез поли пептида, обладающего двумя ферментативными активностями: аспартокиназной и гомосериндегидрогеназной. Ген thrB кодирует гомосеринкиназу, а ген thrC — треонинсинтетазу.
Регуляция активности оперона осуществляется посредством мультивалентной репрессии (треонин + изолейцин). Кроме того, первый фермент цепи аспартокиназа — гомосериндегидрогеназа ингибируется треонином.
Из приведенной схемы (рис. 5.8) ясно, что для сверхпродукции треонина следует прежде всего преодолеть барьеры негативной регуляции избытком этой аминокислоты. Обычный путь селекции заключается в мутагенезе и отборе штаммов, устойчивых к структурному аналогу основного продукта. В данном случае использовалась селекция по устойчивости к ?-оксинорвалину. Это вещество заменяет треонин при взаимодействии с аллостери-ческим центром ферментного комплекса аспартокиназы — гомо-сериндегидрогеназы. Естественно, что клетки становятся в таких условиях ауксотрофными по треонину и изолейцину и гибнут при росте на минимальной среде. Выживают лишь те клетки, у которых сняты барьеры негативной регуляции. Среди таких мутантов были отобраны две ценные мутации: 1) мутация в гене thrA, ,делающая продукт этого гена нечувствительным к избытку треонина; 2) мутация с частичным блоком на пути от треонина к изолейцину. Вследствие мультивалентного характера репрессии недостаток изолейцина в клетке может привести к дерепрессии оперона.
Таким образом, оба барьера негативной регуляции были преодолены. Тем не менее клетки Е, coli, несущие такие мутации, не обладали способностью к сверхсинтезу треонина. Исследование причин этого явления привело к обнаружению того факта, что помимо негативной регуляции существует и позитивная регуляция аминокислотных оперонов, связанная с системой «строгого контроля», осуществляемой в клетках Е. coli геї-белком. Белок, кодируемый геном rel, принимает участие в синтезе гуанозинтет-рафосфата (ффГфф), который синтезируется на рибосомах при аминокислотном голодании клеток. Гуанозинтетрафосфат является своеобразным «гормоном» бактериальной клетки, влияет на многие пути биосинтеза. Этот тетрануклеотид ограничивает синтез рибосомной РНК и рибосомных белков, активирует многие аминокислотные опероны, усиливает протеолиз белков, т. е. осуществляет ряд функций, направленных на сокращение аминокислотного дефицита бактериальной клетки.
Предыдущая << 1 .. 44 45 46 47 48 49 < 50 > 51 52 53 54 55 56 .. 297 >> Следующая

Авторские права © 2011 BooksOnChemistry. Все права защищены.
Реклама