Амин қышқылдарының маңызы

Жұмыс түрі: Реферат
Тегін: Антиплагиат
Көлемі: 12 бет
Таңдаулыға:

Қазақ Ұлттық Аграрлық Университеті
Коммерциялық емес Акционерлік қоғамы

РЕФЕРАТ
Тақырыбы: Амин қышқылдарының микробиологиялық өндірісі

Орындаған: Жумабергенова А
Тобы: Бт-313
Тексерген: Қожахметова З

Алматы 2020
Жоспар
I.Кіріспе II.Негізгі бөлім 2.1.Амин қышқылдарының маңызы. 2.1.Амин қышқылдарының биотехнологиясы. 2.2.Микробиологиялық синтез. Продуценттері. 2.3.Микробиологиялық синтездің басқа өндіріс әдістеріне қарағанда артықшылығы. III.Қорытынды IV.Пайдаланылған әдебиеттер тізімі

Аминқышқылдарының өндірісі үнемі өсіп келеді және қазіргі уақытта жылына 400 мың тоннаны құрайды. Диетадағы аминқышқылдарының жетіспеушілігі (әсіресе маңызды) өсу мен дамуға теріс әсер етеді. Сонымен, жануарлардың жеміне % жетіспейтін қышқылдың бірнеше үлесін қосу ақуыздың жемдік құндылығын екі есе арттыруы мүмкін. Аминқышқылдарын алудың барлық мүмкін әдістерінің ішінен (химиялық, микробиологиялық және т.б.) микробиологияға артықшылық беріледі: микробтық өндірісті ұйымдастыруды қарапайым деп атауға болмағанымен, оның артықшылығы оптикалық таза (l-аминқышқылдары) синтезінде, ал химиялық синтез кезінде бөлуге қиын L - және D-аминқышқылдарының ракемиялық қоспасы алынады. Аминқышқылдарының микробтық синтезі қатаң анықталған ашыту параметрлері бар белгіленген құрамдағы ортада мақсатты қышқылдың қатаң анықталған өндірушісін өсіруге негізделген. Өндірушілер-мутантты селекция немесе гендік инженерия әдістерін қолдану арқылы алынған бактериялардың штамдары. Мутантты бактериялар, бір жағынан, кейбір заттарды өздігінен синтездеу қабілетін жоғалтты, ал екінші жағынан, мақсатты амин қышқылының супер синтез қабілетіне ие болды. Өткен ғасырдың 70-ші жылдарында brevibacterium,Corynebacterium, Micrococcus және т.б. ұрпақтарынан суперпродуцент микробтары алынды, олардың көмегімен барлық белгілі аминқышқылдарын шығаруға болады. Қазіргі уақытта синтезделетін ақуыздың мөлшері 10-50% - ға жететін суперфудуценттер бар (мұнда кірістірілген гендері бар көп көшірілген плазмидтер маңызды рөл атқарады).

2.1. Амин қышқылдарының маңызы
Аминқышқылдары-пептидтер мен ақуыздар түзілетін дененің маңызды құрылыс материалы. Өсімдіктер мен микроорганизмдер өздері синтездей алады-барлық қажетті аминқышқылдары. Алайда, адам ағзасы 20-дан тек 12 аминқышқылын синтездей алады. Қалған 8 алмастырылмайтын деп аталады-изолейцин, лейцин, лизин, метионин, треонин, триптофан, валин, фенилаланин., олар денеге сырттан-тамақпен кіруі керек. Ауылшаруашылық жануарлары үшін гистидин мен аргинин де, жас құстар үшін пролин де қажет.

1-сурет. Аминқышқылдың формуласы
Маңызды аминқышқылдарының кем дегенде біреуінің болмауы дененің өсуінің баяулауына, аурулардың пайда болуына әкеледі. Осыған байланысты көрсетілген аминқышқылдарын енгізу арқылы диетаны түзету маңызды. Әлемде оларды 400 мың тоннадан астам алады, көптеген аминқышқылдарының өндірісі химия өнеркәсібінің ірі саласы болып табылады. Бірақ химиктер L-және D-аминқышқылдарының оптикалық изомерлерінің қоспасын алады. Химиялық реакцияларда бұл изомерлер бір-бірінен ажыратылмайды, бірақ көп жағдайда адам ағзасы тек L-аминқышқылдарын сіңіреді. Микробиологиялық өндірісте тек биологиялық белсенді l-изомер түзіледі, осыған байланысты аминқышқылдарының әлемдік өнімінің 60% - ы микробиологиялық синтез арқылы алынады. Олардың ішінде глутамин қышқылы мен лизин ең көп өндіріледі. Аминқышқылдары-бұл қоректік заттар, хош иісті және хош иісті заттар, сондықтан тамақ өнеркәсібінде тағамға дәмдеуіш ретінде кеңінен қолданылады. Глутамат Na және глицин тағамдық концентраттарға тағамның дәмін жақсарту және жақсарту үшін хош иісті заттар ретінде қосылады. Үлкен мөлшерде амин қышқылдары сияқты қолданады қосымшаны қарай өсімдік жемдерге, олар дефицитны бойынша метионину, треонину, триптофану және лизину. Азық -- түлікте олар жануарларға қажет болғаннан 30-40% аз болады, нәтижесінде өсімдік тағамдарының ақуыздарының биологиялық құндылығы айтарлықтай төмендейді. Азыққа жетіспейтін аминқышқылдарын енгізу бірдей өсу әсерін сақтай отырып, жануарлардан алынатын ақуыздардың мөлшерін азайтуға мүмкіндік береді. Соңғы жылдары азыққа қосылған аминқышқылдарының саны 14 есе өсті. Өнеркәсіпте алынған аминқышқылдарының жалпы мөлшерінің шамамен 66% -- ы жемде, 31 -- тамақ өнімдерінде және 4% медицинада, косметикада және зертханалық зерттеулерде қолданылады. Өндіріс көлемі мен маңыздылығы бойынша l-метионин азықтық аминқышқылдары арасында бірінші орын алады. Көптеген елдерде ол соя ұнына қосылады-L-метионинге тапшы ақуыздық Жем қоспасы. Сүтқоректілер D-метионинді тастай алатындықтан, L-пішініне қарағанда баяу болса да, химиялық жолмен алынған ракемиялық қоспаны қолданады, өйткені ол арзан. Аминқышқылдары медицинада қолданылады. Сонымен, аргинин аспартат немесе глутаматпен бірге бауыр ауруына көмектеседі. Аргининнің әсерінен операциядан кейінгі науқастарда иммунологиялық жүйенің белсенділігі артады. K-Na-аспартат шаршауды жеңілдетеді және жүрек ауруын жеңілдету үшін тағайындалады, бауыр ауруы мен қант диабеті үшін ұсынылады. Цистеин бауыр мен басқа тіндердегі SH ферменттерін тотығудан қорғайды және детоксикациялық әсерге ие. Ол сондай-ақ сәулеленуден туындаған зақымданудан қорғаныс әсерін көрсетеді. Триптофан-антидепрессант, ол алкоголизм мен ұйқысыздықты емдеуде қолданылады. Дегидроксифенилаланин және L-фенилаланин Паркинсон ауруы үшін тиімді. Оның аналогы-5-гидрокси-L-триптофан психотерапиялық құрал ретінде қолданылады. Полиамин қышқылдарынан хирургия үшін жақсы материал алынады және күйіктерді емдеуде адам терісін ауыстыру үшін қолданылады. Жасанды тәттілендіргіш аминқышқылдарынан дайындалады -- l-аспартил-L-фенилаланин -- аспартам метил эфирі, ол глюкозадан 150 есе тәтті. Аспартамның көмегімен бірқатар тамақ өнімдерінің калориясын олардың дәмін өзгертпестен 95% төмендетуге болады. Аминқышқылдары косметикада да қолданылады. Терінің қалыпты жұмысын сақтау үшін олар кремдерге қосылады. Сусабындарға цистеин қосылады. Осылайша, аминқышқылдарын қолдану әр түрлі, бірақ әзірге өндіріс деңгейімен және жоғары шығындармен шектелген. Аминқышқылдары жасушаның маңызды құрамдас бөлігі болып табылады, жасуша үшін қажетті мөлшерде синтезделеді және олардың биосинтезі қатаң генетикалық бақылауда болады. Аминқышқылдарының суперсинтезін алу үшін сіз осы бақылау механизмін айналып өтуіңіз немесе өзгертуіңіз керек. Егер олар бірінші жолмен жүрсе, онда олар табиғи (жабайы) штамммен жұмыс істейді, екінші жолды таңдау мутанттарды алуға байланысты. Аминқышқылдарын алу үшін генетикалық инженерия әдістерінің ішінде гендерді күшейту ең көп қолданылады. Аминқышқылдарын алудың 3 әдісі бар: табиғи материалдардың гидролизаттарынан оқшаулау; химиялық синтез; микробиологиялық немесе энзиматикалық синтез. 1-ші және 3 -- ші әдістер оптикалық белсенді изморларды (әдетте L-формалары), химиялық синтез-ракемиялық қоспаны береді және оны кейіннен бөлуді қажет етеді. Гидролизаттардан аминқышқылдарын алу көп сатылы тазарту мен экстракциямен байланысты. Гидролизденетін шикізат ретінде кератин, тауық ақуызы, қан, жемшөп ашытқысы, өсімдік материалдары қолданылады Аминқышқылдарын алу үшін қолданылатын микроорганизмдер 4 класқа бөлінеді: жабайы штамдар, ауксотрофты мутанттар, реттеуші мутанттар және ауксотрофты реттеуші мутанттар. Өнімді тұрақтандыру үшін (кері мутацияны болдырмау) ауксотрофты мутанттарға әртүрлі маркерлер енгізіледі.
2.2.Амин қышқылдарының биотехнологиясы.
Аминқышқылдарын алу технологиясы өндірушілерді ашыту және бастапқы метаболиттерді оқшаулау принциптеріне негізделген, яғни.аналық культураны алдымен агаризацияланған ортада пробиркаларда, содан кейін колбалардағы, инокуляторлардағы және себу аппараттарындағы сұйық ортада, содан кейін негізгі ферментаторларда көбейтеді.
Егер амин қышқылы Жемге қосымша ретінде қарастырылса, онда азық өнімінің биотехнологиялық процесі келесі кезеңдерді қамтиды: ашыту, булану алдында культуралық сұйықтықтағы амин қышқылын тұрақтандыру, вакуум-булау, толтырғыш қосылған кезде буланған ерітіндіні стандарттау, негізгі заттың 10% - дан аспайтын дайын өнімді кептіру және орау. Егер амин қышқылы дәрі ретінде пайдаланылса, бұл жағдайда оқшауланған таза кристалдар алынады, олар вакуумда кептіріліп, оралады. Мысалы, өнеркәсіпте лизиннің құрғақ және сұйық жемшөп концентраттары кристалды лизинмен бірге жасалады.

2-Сурет. Лизин алудың технологиялық схемасы: 1-культуралық сұйықтыққа арналған сыйымдылық (КЖ); 2-ион алмасу колонналары; 3-элюат жинағы; 4-сүзінді жинағы; 5-элюатқа арналған сыйымдылық; 6-сорғы; 7-вакуум-булау аппараты; 8-циклон; 9-жем концентратын кептіргіш; 10-жинақ; 11-реактор-кристаллизатор; 12-центрифуга; 13-кептіргіш.
Аминқышқылдарын алудың екі әдісі белгілі: бір сатылы және екі сатылы. Бірінші әдіске сәйкес, мысалы, мутантты ауксотрофты штамм - амин қышқылдарының өндірушісі - биоситез үшін оңтайлы ортада өсіріледі. Мақсатты өнім культуралық сұйықтықта жиналады, одан күріш схемасына сәйкес шығарылады. 2

3-сурет . Амин қышқылын алудың шамамен технологиялық схемасы: 1 - ферментатор; 2 - салқындатқыш; 3 ,9 - тоңазытқыштар; 4 - алдын ала өңдеуге арналған ыдыс; 5 - центрифуга; 6 - вакуум-буландырғыш; 7 - амин қышқылын тікелей алдын ала өңдеу аппараты; 8 - барабанды сүзгі; А, Б - жолдар (қажет болған жағдайда жабылатын); 10 - ультрафильтрацияға арналған аппарат; 11 - амин қышқылы ерітіндісін сақтауға арналған сыйымдылық; 12 - мембраналық сүзгі; 13 - сұйық концентрат жинақтағыш; 14 - амин қышқылын тұндыруға арналған сыйымдылық; 15 - сүзгі-пресс; 16-бүріккіш кептіргіш; 17 - құрғақ концентрат жинақтағыш
Екі сатылы әдіспен микробты өндіруші мақсатты өнімді ... жалғасы

Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.