Biotechnologia

Biotechnologia

Prof. dr hab. Jerzy Długoński

Prof. dr hab. Jerzy Długoński

Katedra Mikrobiologii Przemysłowej i

Katedra Mikrobiologii Przemysłowej i

Biotechnologii

Biotechnologii

Uniwersytetu Łódzkiego

Uniwersytetu Łódzkiego

2008/2009

2008/2009

K M P i B

Wykład

Wykład

6

6

Regulacja

Regulacja

metabolizmu

metabolizmu

Regulacja

Regulacja

metabolizmu

metabolizmu



Typ I

-

Fermentacja glukozy do etanolu

-

Fermentacja glukozy do kwasu mlekowego

-

Utlenianie glukozy do glukonianu

-

Produkcja masy komórkowej bakterii i drożdży

********************

Proste procesy dysymilacyjne, które można przedstawić wg schematu:
A → produkty (np. kwas glukonowy)
A → B → C → produkty

Procesy I grupy, jeżeli mają przebiegać szybko i być wydajnie,

muszą przebiegać w warunkach pozwalających na

maksymalne zużywanie substratu energetycznego

K M P i B

Regulacja

Regulacja

metabolizmu

metabolizmu



Typ II

-

Wytwarzanie kwasu cytrynowego

-

Biosynteza kwasu itakonowego

-

Nadprodukcja aminokwasów

********************

Przebieg procesów jest złożony.
Zachodzące tutaj przemiany trudno zaliczyć do typowych procesów

anabolicznych, czy katabolicznych

Często mamy do czynienia z zahamowaniem lub anormalną

przemianą materii

Do produkcji używa się często mutantów regulatorowych

K M P i B

Regulacja

Regulacja

metabolizmu

metabolizmu



Typ III

-

Produkcja antybiotyków

-

Nadprodukcja witamin z grupy B

-

Wytwarzanie niektórych enzymów

********************

Główny produkt nie jest wytwarzany w wyniku podstawowej

przemiany materii, lecz powstaje niezależnie w metabolizmie
wtórnym

Przy procesach typu III z prostych kilkuwęglowych związków

powstają złożone substancje, często o dużej aktywności
biologicznej

Procesy typu III, są procesami biosyntezy, w których można

zwiększyć wydajność poprzez dostarczenie do podłoża substancji
trudno syntezowanych przez komórkę, a niezbędnych do
wytworzenia produktu np. dodatek kwasu fenylooctowego w
trakcie produkcji penicyliny G

K M P i B

Metabolizm wtórny

Metabolizm wtórny

drobnoustrojów

drobnoustrojów



Cechy wspólne dla metabolitów wtórnych

-

Występowanie ograniczone do pewnych gatunków
organizmów

(metabolizm pierwotny – jedność, uniwersalność)

-

Nieznana lub nieistotna rola w całym metabolizmie komórki

(met. pierwotny – często główne szlaki metaboliczne, rola
określona)

-

Najczęściej synteza w fazie stacjonarnej wzrostu, w
warunkach niedoboru składników odżywczych

(met. pod. –

faza log. wzrostu)

-

Produkty metabolizmu wtórnego są swoiste np. antybiotyki

(w

met. pierwotnym – uniwersalny)

-

Enzymy w metabolizmie wtórnym mają małą swoistość

( w

met. pierwotnym – przeciwnie np. enzymy glikolizy)

Metabolizm wtórny

Metabolizm wtórny

drobnoustrojów c.d.

drobnoustrojów c.d.



Cechy wspólne dla metabolitów wtórnych c.
d.

-

Kolejność reakcji enzymatycznych w met. wt. często nie jest
ściśle określona

(w met. pierw.– konieczność zachowania

ścisłej sekwencji)

-

W met. wtórnym czynnikiem limitującym jest dostępność
enzymów [enzymy indukcyjne]

(w met. pierw. kinetyka

reakcji enzymatycznej jest zależna od poziomu substratu,
enzymy są zwykle obecne w nadmiarze [enzymy
konstytucyjne])

Metabolim wtórny c. d.

Metabolim wtórny c. d.

Czy ja jestem

Czy ja jestem

zmodyfikowany

zmodyfikowany

genetycznie, czy

genetycznie, czy

naturalny?

naturalny?

OTO JEST

OTO JEST

PYTANIE

PYTANIE

K M P i B