Окислювальна конверсія етанолу в ацетальдегід клітинами метилотрофних дріжджів
Біотехнологічні продукування оцтового альдегіду шляхом конверсії екзогенного етанолу в ацетальдегід алкогольоксидазою клітин. Вплив мутацій при блокуванні ферментів метаболізму речовини. Особливість порушення глюкозно-катаболітної репресії синтезу.
| Рубрика | Химия |
| Вид | автореферат |
| Язык | украинский |
| Дата добавления | 13.07.2014 |
| Размер файла | 49,7 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Разработан новый метод выделения мутантов с повышенной активностью алкогольоксидазы, состоящий в использовании азида натрия (инактивирующего алкогольоксидазу путём стехиометрического связывания с ФАД) в реакционной смеси для качественного определения активности фермента в колониях дрожжей. Отобран мутант 7-4А с активностью алкогольоксидазы до 6,8 Ед/мг белка (в 3,3 раза высшей, чем у исходного штамма 33). Максимальную активность алкогольоксидазы обнаружено у клеток штамма 7-4А, выросших до середины экспоненциальной фазы роста в среде с 55,5 мМ (1%) глюкозой. С помощью методов электронной микроскопии в клетках мутанта 7-4А обнаружено нарушение глюкозной репрессии биогенеза пероксисом.
Разработаны условия получения повышенного выхода биомассы штамма 7-4А (в 3,5 раза) по сравнению с выходом биомассы в стационарной фазе роста в среде с глюкозой (клетки с максимальной активностью алкогольоксидазы).
Оптимизированы условия проведения биоконверсии этанола в ацетальдегид интактными (15 г/л) клетками штамма 7-4А. Установлена целесообразность использования трис-HCl буфера, рН 8,0, в концентрации 1М в инкубационной смеси для наиболее полного окисления 0,217М (1%) этанола в ацетальдегид. Стимуляция эффективности биоконверсии наблюдалась при снижении температуры до 3о С. Клетки штамма 7-4А могут успешно быть использованы в циклических процессах биотрансформации этанола в ацетальдегид, проведённых в оптимальных условиях. Клетки штамма 7-4А также могут использоваться для биоконверсии при 30о С этанола непосредственно из спиртовой бражки в ацетальдегид (эффективность процесса - 55,9%). Эффективность биоконверсии 0,217М (1%) этанола в уксусный альдегид при 30о С клетками штамма 7-4А при использовании трис(гидроксиметил)аминометана как связывающего ацетальдегид агента в условиях прямой аэрации потоком воздуха и аэрации, обеспечиваемой перемешиванием инкубационной смеси на качалке, оказалась значительно выше, чем при использовании бисульфита натрия.
Значительное и практически одинаковое замедление падения активности алкогольоксидазы при инкубации выросших в среде с метанолом клеток мутантов Pichia methanolica с блоком активностей ацетил-КоА синтетазы и изоцитратлиазы в средах с этанолом, без источника углерода, с 2-дезокси-D-глюкозой и сорбитолом свидетельствует о полном нарушении у них этанольной катаболитной инактивации фермента. В результате электронномикроскопических исследований ультраструктуры клеток у этих мутантов обнаружено нарушение селективной макроавтофагии пероксисом. Использование для биотрансформации этанола в ацетальдегид при 30о С выращенных в среде с метанолом клеток мутантов P. methanolica acs1-3 и icl1 способствовало повышению эффективности процесса благодаря стабилизации активности фермента-катализатора.
Разработана схема биоконверсии этанола в уксусный альдегид клетками штамма H. polymorpha 7-4А, в которых активность алкогольоксидазы в присутствии этанола стабилизировалась благодаря специфическому влиянию химических реагентов. В оптимальных условиях пермеабилизированные дигитонином клетки в присутствии ингибитора вакуолярных протеиназ - фенилметилсульфонилфторида, при 30о С конвертировали этанол в ацетальдегид с эффективностью 96,4%.
Ключевые слова: биоконверсия (биотрансформация), ацетальдегид, метилотрофные дрожжи, алкогольоксидаза, пероксисомы, катаболитная репрессия, катаболитная инактивация.
Moroz O.M. Oxidative conversion of ethanol into acetaldehyde by cells of methylotrophic yeasts. - Manuscript. - The Candidate Thesis for Ph. D. Degree, the Speciality 03.00.20. - Biotechnology. - D.K. Zabolotny Institute of Microbiology and Virology, Ukrainian National Academy of Science, Kyiv, 2003.
Dissertation is devoted to working out the model system of the process of biotechnological acetaldehyde production. Ethanol into acetaldehyde conversion by alcohol oxidase of methylotrophic yeast Hansenula polymorpha mutant cells was studied. The influence of mutations which block the activities of acetaldehyde metabolism enzymes, affect the glucose catabolite repression of alcohol oxidase synthesis and lead to rise this enzyme's activity on efficiency of ethanol to acetaldehyde biotransformation by cells of H. polymorpha mutant strains was investigated. The cells of regulatory mutant with high level of alcohol oxidase are occurred the most effective biocatalysts of process. The new method for isolation of methylotrophic yeast mutants with high levels of alcohol oxidase was elaborated. Mutant strain H. polymorpha 7-4A with alcohol oxidase activity up to 6,8 U/mg protein in glucose-grown cells was isolated. Cultivation conditions to 7-4A strain for high biomass yield were selected. Conditions for bioconversion of ethanol into acetaldehyde by cells of strain 7-4A were optimized. It was founded that mutations leading to defects in ethanol-induced alcohol oxidase inactivation result in more efficient bioconversion of ethanol to acetaldehyde using the cells of Pichia methanolica mutants defective in acetyl-CoA synthetase and isocitrate lyase. The scheme of bioconversion of ethanol into acetaldehyde by the cells of strain 7-4A (after special processing) was elaborated with alcohol oxidase stability under inactivation conditions (defects in selective autophagy of peroxisomes) provided by specific action of chemical reagents. The permeabilized cells of mutant strain 7-4A by digitonin under optimal conditions was converted 96,4% of ethanol into acetaldehyde in presence of the vacuolar proteinase inhibitor phenylmethylsulfonyl fluoride.
Key words: bioconversion (biotransformation), acetaldehyde, methylotrophic yeast, alcohol oxidase, peroxisomes, catabolite repression, catabolite inactivation.
Підписано до друку “11” 02.2003 р. Формат видання 145 х 215 мм. Формат паперу 60 х 90/16. Друк ризографія. Папір офсетний. Умовн. друк. арк. 0,9. Тираж 100 прим. Замовлення 41.
Видавничий центр Львівського національного університету імені Івана Франка.
Адреса: 79000, м. Львів, вул. Дорошенка, 41.
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Фотометричне визначення вуглеводів з антроновим реагентом та пікриновою кислотою. Дослідження етанолу на визначення цукрів. Вплив етанолу на визначення цукрів з антроновим реагентом. Оцінка збіжності, відтворюваності та правильності результатів аналізу.
дипломная работа [2,3 M], добавлен 05.09.2010Двухступенева каталітична конверсія метану з водяною парою під тиском, близьким до атмосферного. Характеристика продукції, що випускається, фізико-хімічні основи процесу. Розробка, опис технологічної схеми виробництва, основного, допоміжного обладнання.
дипломная работа [714,2 K], добавлен 09.05.2014Технологічні принципи синтезу аміаку. Циркуляційна система синтезу аміаку. Метод глибокого охолодження коксового газу. Сировинна база і основні стадії технології. Киснева конверсія природного газу. Технологічні розрахунки основного реакторного процесу.
курсовая работа [713,9 K], добавлен 07.07.2013Поширення спиртів у природі. Вміст етанолу в алкогольних напоях. Застосування спирту в харчовій, медичній та парфумерній галузях, для вироблення високоякісного палива, як компоненту бензинів. Використання спирту як сировини для одержання хімічних речовин.
презентация [6,6 M], добавлен 10.11.2010Одержання водню конверсією метану. Промислові види каталітичної переробки газоподібних або рідких вуглеводнів. Технологічна схема двоступінчастого методу конверсії природного газу. Одержання водню та азотоводневої суміші газифікацією твердих палив.
реферат [204,6 K], добавлен 20.05.2011Характеристика сировини, готової продукції та вимоги до них. Сучасні дослідження в області виробництва каталізаторів парової конверсії СО. Вирішення проблеми сірки в технології залізохромового каталізатора. Тепловий та матеріальний розрахунок реактора.
курсовая работа [151,0 K], добавлен 09.11.2014Основні методи очищення газів від органічної сірки. Каталізатори на основі заліза, кобальту, нікелю, молібдену, міді, цинку для процесу гідрування сіркоорганічних сполук. Матеріальний баланс процесу гідрування. Конверсія природного газу та окису вуглецю.
контрольная работа [181,3 K], добавлен 02.04.2011Класифікація ферментів. Особлива форма їх молекул. Гіпотези "ключа і замка" та "руки і рукавички". Інгібітори та застосування ферментів. Отримання лікарських препаратів та складних хімічних сполук. Застосування каталази в харчовій і гумовій промисловості.
презентация [1,3 M], добавлен 19.11.2014Поверхнево-активні речовини (ПАР, сурфактанти, детергенти) — хімічні сполуки, які знижують поверхневий натяг рідини, полегшуючи розтікання і знижуючи їх міжфазний натяг; класифікація ПАР, вплив на компоненти довкілля. Поверхнево-активні речовини нафти.
научная работа [984,4 K], добавлен 06.11.2011Виды и способы получения глюкозы, ее физико-химические свойства. Характеристика продуктов глюкозного производства. Получение глюкозно-фруктозного сиропа из крахмала с помощью ферментного или кислотного осахаривания. Свойства глюкозно-фруктозного сиропа.
реферат [102,7 K], добавлен 10.10.2014Поняття та структура хіноліну, його фізичні та хімічні властивості, будова та характерні реакції. Застосування хінолінів. Характеристика методів синтезу хінолінів: Скраупа, Дебнера-Мілера, Фрідлендера, інші методи. Особливості синтезу похідних хіноліну.
курсовая работа [1,9 M], добавлен 25.10.2010Характеристики досліджуваної невідомої речовини, методи переведення її в розчин, результати якісного аналізу, обґрунтування і вибір методів і методик кількісного аналізу. Проба на розчинність, визначення рН отриманого розчину, гігроскопічність речовини.
курсовая работа [73,1 K], добавлен 14.03.2012Етапи попереднього аналізу речовини, порядок визначення катіонів та відкриття аніонів при якісному аналізі невідомої речовини. Завдання кількісного хімічного аналізу, його методи та типи хімічних реакцій. Результати проведення якісного хімічного аналізу.
курсовая работа [26,4 K], добавлен 22.12.2011Основні теоретичні відомості про ергостерин. Опис основних стадій технологій отримання біомаси продуцента, екстракції та очистки цільового продукту – ергостерину. Виробництво концентратів вітамінів та провітамінів. Розрахунок ферментера марки Б-50.
курсовая работа [603,1 K], добавлен 16.05.2011Причини забруднення фумарової кислоти після синтезу шляхом окиснення фурфуролу хлоратом натрію в присутності п’ятиокису ванадію. Шляхи її очищення, етапи даного технологічного процесу та оцінка його ефективності. Опис системи контролю та керування.
контрольная работа [18,0 K], добавлен 02.09.2014Зовнішні ознаки реакцій комплексоутворення в розчині. Термодинамічно-контрольовані (рівноважні), кінетично-контрольовані методи синтезу координаційних сполук. Взаємний вплив лігандів. Пояснення явища транс-впливу на прикладі взаємодії хлориду з амоніаком.
контрольная работа [719,5 K], добавлен 05.12.2014Сутність поверхневого натягу рідини та розчинів, фактори залежності. Основні поняття сорбційних явищ, речовини–поглиначі; класифікація адсорбції. Поверхнево активні, неактивні та інактивні речовини; правило Дюкло-Траубе. Значення поверхневих явищ.
презентация [542,5 K], добавлен 05.06.2013Визначення пластичних мас, їх склад, використання, класифікація, хімічні та фізичні властивості речовини. Вплив основних компонентів на властивості пластмас. Відношення пластмас до зміни температури. Характерні ознаки деяких видів пластмас у виробах.
контрольная работа [20,1 K], добавлен 15.10.2012Принципи та методи вивчення будови речовини, інструменти та значення даного процесу. Сутність теорій для пояснення будови хімічних часток: класичної та квантово-механічної. Відмінності даних теорій та особливості їх використання на сучасному етапі.
контрольная работа [1,1 M], добавлен 19.12.2010Способи, процес і головні методи біологічного синтезу лимонної кислоти та її продуцентів. Циркуляційний, глибинний та неперервний комбінований способи біосинтезу оцтової кислоти. Вбираюча здатність наповнювачів. Процес синтезу ітаконової кислоти.
курсовая работа [380,7 K], добавлен 26.08.2013
