Microsoft Word ozik ovkat ma'ruza matni

Триптофанни микробиологик синтези

Алмашмайдиган аминокислоталардан бири – триптофанни ҳам саноат миқёсида ишлаб- чиқариш технологияси яратилган. Бу ноёб аминокислота озуқага қўшиладиган ва ўта тоза ҳолда олинган. Триптофанни ишлаб-чиқаришни ҳам икки йўли: бир босқичли- бошқарилиши бузилган ауксотроф муианитларни ферментация қилиш орқали, ҳамда икки босқичли – дастлаб триптофанни олд маҳсулотини кимёвий синтез йўли билан кейин эса ферментатив йўл билан охирги маҳсулот – триптофан олишга асосланган.

Бактерияларда ва кўпгина бошқа организмларда триптофан, эритроза –4- фосфат ва фосфоенолпировиноград кислоталаридан бир қатор кетма- кет келадиган реакциялар орқали: шиким ва хоризм кислоталари, олд маҳсулот сифатида, эса антранил кислотаси орқали олинади (2-чизма).

Ҳар учала аминокислоталарни синтези ҳам охирги маҳсулот билан пасаяди. Улар Хоризма кислотаси ҳосил бўлиши билан алоқадор бўлган реакцияларни катализ қилувчи ферментларга таъсир этадилар.
Юқоридаги чизмадан кўриниб турибдики, триптофан ҳосил бўлиши билан алоқадор бўлган метаболитик реакцияларни кучлироқ (тезроқ) кетиши учун Хоризма кислотасини префен кислотаига айланишини тўсиб қўйиш керак. Бундай тўсишлар мутация орқали амалга оширилади. Хоризма кислотасини префен кислотасига ўтказувчи фермент фаоллиги йўқ ёки жуда паст бўлган мутантларда, триптофан синтези кучли бўлади,аммо бундай мутантларни нормал ўсиб, ривожланиши учун озуқа муҳити таркибига триптофоен синтезини бошқариб сусайтирадиган миқдорда танҳис аминокислоталар фенилаланин ва тирозин қўшиш керак бўлади.


Bacillus subtilis ни тирозин ва фениланин синтези бузилган ауксотроф мутанти асосида триптофан ишлаб-чиқаришни саноат технологияси яратилган. Барча технологик жараёнлар коринебактерияларни мутант штаммлари асосида лизин ишлаб-чиқаришга ўхшаб кетади. Ферментация 37⁰ Сда 48 соат давом этади, культурал суюқликда триптофан миқдори 1 метрига 10 граммни ташкил этади. Культурал суюқликдан хужайраларни ажратиб олингандан кейин у буғлантирилиб, 110-120⁰С да қуритилади. қуритилган маҳсулот триптофанни озуқа концентрати деб юритилади.
Тозароқ ва юқори концентрланган триптофан тайёрлаш учун культурал суюқликни қўшимча тозалашга тўғри келади. Дастлаб уни хлорид кислотаси ёрдамида рН 1,0 га қадар нордонлаштирилади, кейин центифугалаш орқали чўкма ажратиб олинади. Кейин триптофан сақловчи центрифугат катионит сақловчи ион алмашув колонналаридан ўтказилади, оқибатда аминокислота катионитга боғланиб қолади, культурал суюқлик эса колонналардан ўтиб кетади. Колонналар ювилиб ташлангандан кейин (культурал суюқлик таркибидаги моддалардан тозалангандан кейин) амино кислота 5% ли аммиак эритмаси (изопропанол ва сув аралашмасида эритилган) ёрдамида десорбция қилиб олинади. Элюат вакуумда қуритиб олинганидан кейин, 4-8⁰С аминокислота кристаллизация қилинади. Кристалл ҳолатда ажратиб олинган триптофан тузи этанол билан ювилиб, 60⁰С вакуумда қуритилади. қуритилган ва
кристаллизация қилинган препарат камида 99% триптофанни хлоридли тузини сақлайди. Культурал суюқлик ажратиб олингандан кейинги чўrқма (таркибида бактерияқолдиқлари сақлайди) қуритилиб, триптофанга бой бўлган оқсил препарати сифатида ишлатилади.
Россияда триптофан икки босқичда олинади. Дастлаб триптофанни олд маҳсулот – антранил кислота кимёвий синтез йўли билан олинади, кейин у микроблардан ажратилган ферментлар ёрдамида триптофанга айлантирилади. Антранил кислотани триптофанга биокимёвий айланиши уч босқичда ўтади.

Биринчи босқичда антранил кислотасидан фосфорибозилпирофосфат (ФРПФ) иштирокида аминогенкозид – N – (Б¹-фосфорибозил)- антранил кислота ҳосил бўлади. Кейинроқ у молекула ичидаги группаларни жойларини алмашинуви натижасида ва карбоксил гуруҳни йўқотиш (декарбоксилирование) оқибатида индолил –3- глицерофосфатга айланади. Оҳирги босқичда триптофансинтетоза ферменти таъсирида индолглицерофасфат ва серин (аминокислота)дан триптофан синтези оширилади. Триптофан синтетоза ферментининг фаол гуруҳи сифатида пиридоксальфосфат хизмат қилиши сабабли, реакция муҳитда бу коферментни иштироки антранил кислотани триптофанга айланиши тезлигини белгилаб беради. Бу реакцияларда фермент манбаи сифатида Candida utilis ишлатилади.

Антранил кислотани триптофанга биокимёвий айланиши. Ишлаб-чиқариш жараёнида икки босқичда ўтказилади. Биринчи босқичда фермент манбаи бўлган ачитқи замбуруғини (C.utilis) биомассаси тўплаб олинади. Ачитқи замбуруғи қуйидаги таркибидаги озуқа муҳитида ўстирилади: лавлаги мелассаси, мочевина ва минерал тузлар. Ферментация 30⁰С да 24 соат давом этади. Кейин ферментерга антранил кислотасини спиртдаги 5% ли эритмаси ва мочевинани 50% эритмаси юборилади. Антранил кислота юборилгандан 3-4 соат ўтгач, ферментерга қўшимча углерод манбаи – меласса, 25% лик эритма ҳолатида юборилади. Ферментациянинг кейинги босқичларида антранил кислота ҳар 3-4 соатдан мочевина – 6 соатдан, меласса эса 12 соатдан сўнг ферментерга юборилиб турилади. Ферментация 120 соат, агар ачитқи замбуруғини ўстиришни ҳисобга олинса, 144 соат давом этади. Культурал суюқликда триптофан миқдори 6 г/л етади. Буғлантириб, қуритилгандан кейин триптофанни озуқа концентрацияси олинади. Унинг таркиби қуйидагича: қуруқ моддалар – 90%; оқсил – 48– 54%; триптофан 1-3%; витамин В₁-1,5–1,9 мг%; витамин В₂–2,5–3,3 мг%; витамин рр – 62-68 мг%.
Юқори сифатли триптофан препарати олиш учун уни культурал суюқликдан ажратиш, тозалаш лозим бўлади. Бу методикалар юқорида келтириб ўтилган.