Занятие тема занятия: Регуляция биосинтеза биологически активных веществ в условиях промышленного производства

1.1 Потоки углерода и энергии при гетеротрофном росте микробов и образовании продукта:
Источник углерода и энергии


Микробная биомасса
Энергия Поддерживание жизнедеятельности Продукты


Условные обозначения:


Поток углерода


Поток энергии

Для роста любого микроорганизма необходимы источники углерода и энергии.

В случае гетеротрофных микроорганизмов (гетеротрофы – это организмы, использующие в качестве источника углерода экзогенные органические вещества, которые одновременно для них служат источниками энергии) это одно соединение или смесь углеродсодержащих соединений, которые удовлетворяют обе эти потребности.
У автотрофных микроорганизмов (автоторофы – организмы, использующие для построения своего тела углекислый газ в качестве единственного источника углерода и обладающие системой ферментов для ассимиляции углекислого газа, и способные синтезировать все компоненты клетки) углеродные и энергетические субстраты различаются.
Для гетеротрофных микроорганизмов коэффициент выхода продукта зависит от распределения энергии и углерода между процессами анаболизма и катаболизма. Коэффициенты выходов зависят от природы источника углерода и энергии, а также от биохимических особенностей микроорганизма; коэффициенты выхода зависят также и от концентрации источников углерода и энергии.
Избыточная энергия, высвобождаемая при ее использовании, рассеивается в виде тепла и приводит к необходимости охлаждения реакторов.
Скорость потребления определенного субстрата растущими культурами часто представляется в виде:
- ds/dt = qx (*), где

q - метаболический коэффициент, который очень широко используется в микробиологии.

*® (1) - dx/ds = q =


1.2 Сродство к субстрату и рост микроорганизмов.
Одним из важных микробиологических факторов, влияющих на процесс биосинтеза биологически активных веществ, является сродство к субстрату.
При анализе роста культур в биотехнологических процессах необходимо учитывать:

• 
  остаточную концентрацию питательных веществ (субстратов);
  
• 
  конкурентоспособность микроорганизмов;
  
• 
  особенности их роста на сжиженных углеродных энергетических субстратах
  

Первый из этих факторов имеет два важных аспекта. Один из них экономический, связанный с полнотой использования субстрата; второй касается качества продукта, его чистоты и нетоксичности, поскольку остатки субстрата попадают в конечный продукт. Полнота использования субстрата, который является лимитирующим в периодической или непрерывной культуре, определяется сродством к нему данных микроорганизмов.