TWÓJ BIOTECHNOLOG

https://www.facebook.com/twoj.biotechnolog

1

Biotechnologia - Pytania

1.

Dlaczego produkcja piwa jest procesem biotechnologicznym?

(jakiego typu procesy biotechnologiczne)
Z wyjątkiem ostatnich etapów - filtracji, oddzieleniu drożdży przez wirowanie itp. - produkcja piwa jest
ściśle oparta na procesach biologicznych:
a) przygotowanie słodu - naturalny proces kiełkowania nasion jęczmienia, podczas którego następuje
enzymatyczny rozkład skrobii i białek zapasowych (przy udziale własnych enzymów ziarna: alfa i beta-
amylazy, solubilazy beta-glukanu, beta-glukanazy i endopeptydaz). Słód to przede wszystkim
mieszanina cukrów przyswajalnych przez drożdże,
b) przygotowanie brzeczki - w procesie ekstrakcji z chmielem, wciąż działają alfa-amylazy
wytwarzające cukry na potrzeby drożdży,
c) fermentacja z udziałem drożdży - drożdże rozkładają cukry: sacharoza, glukoza, fruktoza, maltoza i
maltotrioza; wytwarzają: etanol, alkohole fuzlowe, octan etylu, zw. karbonylowe, zw. siarki.

2.

Dlaczego produkcja serów jest procesem biotechnologicznym?

proces biotechnologiczny to taki, który wykorzystuje mikroorganizmy w gałęziach przemysłu, rolnictwa
i medycyny

Produkcja serów obejmuje następujące etapy :
- przygotowanie mleka, aby nadawało się do produkcji sera: filtracja, sedymentacja(klarowanie),
wirowanie (usuwanie bakterii) dodanie substancji mających wpływ na kolor itp.
- przeprowadzenie procesu koagulacji czyli strącenia kazeiny
- oddzielenie serwatki od skoagulowanej kazeiny i przygotowanie sernika
- dojrzewanie sera dla serów dojrzewających
Procesy biologiczne zachodzą tutaj co najmniej na dwóch etapach:
 przeprowadzenie procesu koagulacji :
Można przeprowadzić koagulację temperaturową, kwaśną lub enzymatyczną. W przypadku koagulacji
kwaśnej stosuje się bakterie kwasu mlekowego, które żyjąc sobie na laktozie, produkują kwas mlekowy
( laktoza galaktoza + glukoza  pirogronian  kw. mlekowy), który zakwasza środowisko i
powoduje precypitację kazeiny wraz z micelami tłuszczów.
w przypadku serów dojrzewających, na etapie koagulacji dodawana jest podpuszczka, która poprawia
strącanie się sernika
 dojrzewanie sera
W zależności od rodzaju sera działają bakterie, enzymy mleka, podpuszczka, lipazy, pleśnie i drożdże.

STOSOWANE ENZYMY
- proteinazy koagulujące (ułatwiają ścinanie)
- lipazy (wzbogacają aromat)
- β-galaktozydazy (hydroliza laktozy serwatki)
- lizozym (hamowanie fermentacji masłowej)
-katalaza (enzymatyczna „pasteryzacja” mleka)
-koagulanty mikrobiologiczne zastępujące chymozynę – mucol
-podpuszczki roślinne (ekstrahowane z kwiatów)

3.

Konwersja skrobi kukurydzianej

W rozkładzie skrobi chodzi o uzyskanie cukrów prostych – monosacharydów. Proces konwersji skrobi
dotyczy skrobi kukurydzianej i dla tego produktu został stworzony.
Początkowo poddawano ją chemicznej, kwaśnej hydrolizie i otrzymywano dekstrozę – oligomery
glukozowe, mało słodkie, dodatkowo z gorzkim posmakiem i pozostałościami koloru.

-

polimery zawierające 6-7 cząsteczek glukozy, jednocześnie skrobia przeprowadzana była w stan ciekły)
i następnie glukoamylazy (cięcie miejsc rozgałęzień w amylopektynie i cięcie dekstryn do
disacharydów). Dopiero odkrycie mikroorganizmów wytwarzających izomerazę glukozową

TWÓJ BIOTECHNOLOG

https://www.facebook.com/twoj.biotechnolog

2

(izomeryzacja glukozy do fruktozy) rozwiązało problem. Po przeprowadzonym przez glukoamylazy
procesie sacharyfikacji stosujemy izomerazę i otrzymujemy syrop fruktozowy (HFCS), z różną
wydajnością: 42%, 55%, 90%

4.

Wymienić 3 firmy biotechnologiczne

* Wołczyn, Maszewo - produkują osmofilne drożdże (wytrzymałe na duże stężenia cukrów; dogodne do
użycia w piekarnictwie) jako wynalazek Pol. Łódzkiej.
* Rhodia Food Biolacta - szczepionki (startery) mleczarskie.
* Leszno AKWAWIT - kw. mlekowy.
* Zgierz "Cytokwas" - kw. glukonowy.
* Wałcz "Cukrownia BIOROL" - kw. cytrynowy.

5.

Wymienić 3 bakterie biorące udział w produkcji metabolitów wtórnych i pierwotnych

Metabolity pośrednie:
Witamina B12 wytwarzana przez Pseudomonas denitryficans i Propionibacterium shermanii;
Metabolity wtórne:
Biosurfaktanty wytwarzane przez Bacillus subtilis;
Bioinsekytycydy wytwarzane przez Bacillus thuringiensis;

6.

Proces biotechnologiczny w którym bierze udział aspartaza

Proces wytwarzania L-Asparagnianiu z fumaranu i amoniaku (lub innego związku będącego nośnikiem
grupy aminowej) z użyciem aspartazy. Kwas L-Asp wytwarzany jest dzięki z kwasu fumarowego i
amoniaku (lub innego związku zawierającego azot) dzięki zastosowaniu enzymu aspartazy, która działa
tutaj stereoselektywnie, gdyż otrzymujemy tylko jeden enancjomer L. L-Asp jest wykorzystywany m.in.
do produkcji niskokalorycznego, wysokosłodkiego związku - aspartamu.

7.

Proces powstawania Glu

Zastosowanie znajduje tylko izomer optyczny L-Glu. Wykorzystywany jest w przyprawach
(glutaminian sodu) oraz w styntezach chemicznych. Wiele zastosowań mają jego pochodne (m.in. przy
dyspergowaniu olejów podczas wycieków ropy z tankowców).

Jak wszystkie aminokwasy, Glu nie jest gromadzony w komórce. Kontrolę nad jego produkcją sprawują
klastery genów (zorganizowane w operony) i mechanizm sprzężenia zwrotnego.
Dawniej pozyskiwano Glu ze zbóż bogatych w ten aminokwas z wykorzystaniem kwaśnej hydrolizy.
Używa się mikroorganizmów, które z różnych przyczyn nadprodukują L-Glu. Najważniejszym
szczepem jest Corynebacterium glutamicum. Jako źródło węgla podaje się bakteriom melasę,
hydrolizaty skrobiowe. Źródłem azotu są sole z azotem w formie zredukowanej.
Dodatek penicyliny powoduje porację ("dziurawienie") komórek i wyciekanie L-Glu na zewnątrz.
Otrzymano także taki szczep, który pow. 40 st. C przestał wytwarzać fosfolipidy i błona kom. stała się
przepuszczalna dla aminokwasów.
Biotyna działa regulująco - jej brak obniża zawartość fosfolipidów w błonach komórkowych.
Komórka wytwarza L-Glu w:
- cyklu glioksylanowym,
- POŚREDNIO w cyklu Krebsa.
W komórkach:
- zwiększono wydajność wiązania CO2
- zwiększono wydajność reakcji przyłączania CO2 do pep
(CO

2

+ pep  szczawiooctan  ...  L-Glu).

8.

Proces powstawania kwasu cytrynowego

Kw. cytrynowy jest produktem pośrednim w cyklu Krebsa. Dawniej otrzymywany był z owoców
cytrusowych oraz z glicerolu (XIX w.). Znajduje zastosowanie w przemyśle spożywczym (napoje,

TWÓJ BIOTECHNOLOG

https://www.facebook.com/twoj.biotechnolog

3

słodycze), farmakologii, w czyszczeniu bojlerów, w roztworach buforowych i usuwaniu SO

2

z gazów w

elektrowniach oraz jako chelator metali.

Znane są 2 drogi jego biotechnologicznej syntezy. Obie wykorzystują grzyba Aspergillus niger. Obie
korzystają ze źródła węgla w postaci melasy (z buraków lub trzciny) lub syropu glukozowego.

Fermentacja powierzchniowa (30% udziału) - do sterylizowanej melasy dodaje się składniki
nieorganiczne i żelazicyjanek potasu (reguluje wchłanianie przez komórki jonów Zn, Fe i Mn). Takie
podłoże zaszczepia się grzybem, prowadzi proces w 30 st. C przez 1-2 tyg., a następnie płyn hodowlany
oczyszcza się (z udziałem wapna i kw. siarkowego) i usyskuje czysty kw. cytrynowy.

Fermentacja powierzchniowa (70%) - przebiega w fermentorach (mieszanie, napowietrzanie). Podłoże
jw., ale grzyb rozwija się w całej jego objętości.

Dąży się do nadprodukcji kw. cytrynowego w komórkach. Powstaje on w reakcjach:
pirogronian + CO

2

 cytrynian

acetylo-CoA + szczawiooctan  cytrynian (cykl Krebsa).

9.

Proces powstawania kwasu mlekowego

50% produkcji kw. mlekowego jest przeznaczone dla piekarnictwa (zakwaszacz i śr. konserwujący).
Inne zastosowania: nici chirurgiczne (polimleczan), plastyfikatory (do niektórych pestycydów), celofan,
kosmetyka.

Niekiedy wykorzystuje się syntezę chemiczną.

Zwykle mamy do czynienia z homofermentacją mlekową - powstawanie tylko jednego produktu -
użyciem grzyba Rhizopus orizae. Proces musi przebiegać w warunkach beztlenowych (grzyb ten jest
fakultatywnym anaerobem). Grzyb ten jest bardziej odporny na niskie pH niż bakterie.

Jedna cz. glukozy daje 2 cząsteczki kw. mlekowego.

Proces produkcji jest stacjonarny, prowadzony w drewnianych fermentorach (korozyjność kw.
mlekowego!). Inokulum często jest częścią biomasy z poprzedniego procesu. Jako źródło węgla podaje
się sacharozę (buraki), serwatkę (z produkcji sera) lub dekstrozę (z cukrowni). Jako źródło azotu -
namok kukurydziany lub ekstrakt drożdżowy. Fermentacja trwa 1-6 dni (w zależności od bogactwa
źródła cukru; serwatka - zapewnia dużo cukru). Następnie oddzielenie biomasy i oczyszczanie
chemiczne.

10.

Proces powstawania kwasu octowego

Ocet winny = kwas octowy produkowany w procesach biotechnologicznych. Wytwarzanie octu,
podobnie jak piwa, jest biotechnologią od początku do końca. Proces jest tlenowy. Znane są dwa
sposoby produkcji, oba korzystają z bakterii fermentacji octowej Acetobacter (również niektóre
Pseudomonas).

Proces wolny (orleański) - nieekonomiczny, niestosowany. Prowadzony w beczkach z winem (substrat
alkoholowy), które zadaje się octem pochodzącym z poprzedniej szarży. Bakterie rozwijają się na
powierzchni ścianek beczki tworząc zoogleę (mother of wineger). Proces trwa 5 tygodni, wymaga
"dokarmiania" bakterii winem (dostarczamy tyle wina, ile odebraliśmy octu). Pewnym usprawnieniem
było umieszczenie wewnątrz beczek drewnianych klatek, na których może tworzyć się zooglea (lepszy
kontakt bakterii z winem).

TWÓJ BIOTECHNOLOG

https://www.facebook.com/twoj.biotechnolog

4

Proces szybki (niemiecki) - fermentację prowadzi się w drewnianych generatorach wypełnionych
wiórkami bukowymi, na których rozwijają się bakterie. Od góry podaje się roztwór alkoholu, od dołu
powietrze. Wydajność osiąga nawet 98%.

Reakcja przebiega tak:
etanol  acetaldehyd  uwodniony acetaldehyd  kw. octowy + wodór

Można też prowadzić proces beztlenowy, zużywając celulozę i hemicelulozę (z przeróbki papieru).
Mieszana mikroflora rozkłada te substraty na kwasy alifatyczne, które bakterie celulolityczne używają
do syntezy kw. octowego, CO

2

i H

2

. Metoda beztlenowa służy do produkcji kw. octwego do zastosowań

przemysłowych i technicznych.

Metodą tlenową uzyskuje się ocet spożywczy.

11.

Co to są siderofory i do czego służą?

Są to cykliczne peptydy służące jako nośniki żelaza, umożliwiające przyswajanie nierozpuszczalnego
żelaza Fe

3+

(nierozpuszczalne bo występuje w przyrodzie jako polimer wodorotlenku). Częścią

sideroforu chelatującą żelazo są fragmenty kwasów hydroksamowych albo w przypadku sideroforów
wytwarzanych przez niektóre bakterie – grupy OH z pierścieni fenolowych. Siderofory wytwarzają:
bakterie właściwe, np. E.Coli, promieniowce, mykobakterie i drożdże.
Siderofory mogą mieć także aktywność antybiotyczną – są to sideromycyny (produkowane przez
Streptomycetes) np. aldomycyna, ferrimycyna. Właściwym antybiotykiem jest mała cząsteczka
przyczepiona do struktury sideroforu, sam siderofor pełni funkcję nośnika, aby antybiotyk mógł dostać
się do wnętrza komórki.

Zasada działania:
Fe

3+

łączy się w kompleks z sideroforem (barwny ferri-sidreofor), potem w postaci kompleksu może

połączyć się z odpowiednim receptorem na błonie, następnie Fe

3+

-> Fe

2+

. Jon żelaza wnika do wnętrza

komórki, a desferri-siderofor oddysocjowuje od niej.

Szczepy Pseudomonas putida i Rhizobium, kolonizujące korzenie roślin, zwiększają plony przez to że
dzięki sideroforom umożliwiają roślinie pobieranie więcej żelaza, przy okazji zmniejszają ilość żelaza
dostępną dla mikroorganizmów chorobotwórczych.

Jedynym produkowanym sideroforem jest desferrioksamina B (Desferal). Produkuje to szwajcarska
firma Ciba Geibi (?) za pomocą mutantów Streptomyces pilosus. Desferal jest stosowany przy
zatruciach żelazem, które zdarzają się u ludzi ponieważ nie ma metabolicznej kontroli poziomu żelaza.
Zatrucia żelazem są częste przy dializach i transfuzjach. Przy hemochromatozach (choroby
spowodowane zwiększeniem adsorpcji żelaza w jelicie głównie u mężczyzn po 50-tce) objawiających
się plamami na dłoniach, potem uszkodzenia serca i wątroby.

Siderofory są bardzo specyficzne w stosunku do żelaza, poszukuje się sideroforów o obniżonej
specyficzności, do usuwania jonów innych metali.

12.

Produkcja semisyntetycznych penicylin i przykłady semisyntetycznych antybiotyków

Penicyliny semisyntetyczne zostały wprowadzone zostały wprowadzone pod koniec lt 50-tych. W
zależności od rodzaju mają wąski lub szeroki zakres działania. Najbardziej znaną penicyliną
semisyntetyczna jest AMPICYLINA – jest ona najprostsza i jako pierwsza została wprowadzona do
lecznictwa; ANOKSYCYKLINA – zmodyfikowana ampicylina, ma ona korzystniejsze właściwości
farmakologiczne.
Semisyntetyczna cefamycyna – cefoksytyna (Metoxin) – aktywna do G(+) i (-); cefamycyny nie są
chemicznymi pochodnymi penicylin i cefalosporyn (Cefamycyny wytwarzane naturalnie przez
Actinomycetes; Cefalosporyny przez Cephalosporium).

TWÓJ BIOTECHNOLOG

https://www.facebook.com/twoj.biotechnolog

5

Semisyntetyczne aminoglikozydy: amikacyna; tobramycyna; netylmycyna; direkacyna

Otrzymywanie semisyntetycznych penicylin:
Penicyliny semisyntetyczne powstają z kwasu 6-AMINOPENICYLINOWEGO (6-APA). Kwas ten
można otrzymać na drodze chemicznej lub enzymatycznej hydrolizy penicyliny G lub V. Penicylinę do
6-APA hydrolizuje acylaza penicylinowa. 6-APA można tez otrzymać z penicyliny poprzez produkt
pośredni: diacylopenicylinę.
Acylaza penicylinowa jest enzymem dezaktywującym penicyliny (beta-laktamy). Używa się tego
enzymu w postaci wolnej lub immobilizowanej, lub w postaci całych, wolnych lub immobilizowanych
komórek mikroorganizmów (bakterie produkują acylazy bardziej specyficzne do penicyliny G, grzyby –
do p. V).
6-APA acyluje się odpowiednim łańcuchem bocznym i powstaje semisyntetyczna penicylina (połowa
procesu produkcyjnego na drodze biokatalitycznej – acylaza penicylinowa, druga polowa ja drodze
chemicznej – dodanie łańcuch bocznego).

13.

Zastosowanie enzymów w procesach przemysłowych,

3 konkretne przykłady (aspartam, akrylamid); reakcje, jakie wiazania tworza?
1) produkcja aspartamu :
Z fumaranu i amoniaku przez aspartazę otrzymuje się L-Asparaginian. L-Asparaginian + ester
metylowy L-Fenyloalaniny  aspartam (dipeptyd). Ostatnia reakcja katalizowana jest przez
termolizynę.
2) produkcja akryloamidu:
Specyficzna hydroliza akrylonitrylu zachodząca w temperaturze pokojowej w łagodnych warunkach
(selektywność funkcyjna). W tej biotransformacji stosuje się mikroorganizmy, które wykazują dużą
aktywność hydrolizującą nitryle, lecz nie mają aktywności amidazowej.
3) kwas 6-aminopenicylinowy z wykorzystaniem acylazy penicylinowej.

14.

Lantybiotyki – przykłady

Lantybiotyki sa zróznicowana grupa w duzym stopniu modyfikowanych antymikrobiologicznych
peptydow ktore sa produkowane przez szeroka grupe bakterii kwasu mlekowego.
Ich cecha charakterystyczna jest obecnosc:
-układu lantioninowego (mostek siarczkowy miedzy 2 resztami alaniny)
- nietypowych aminokwasów nienasyconych np dehydroalanina i dehydrobutyryna
Biosynteza lantybiotyków zachodzi na rybosomach, ma 2etapowy przebieg i obejmuje modyfikacje
potranslacyjna.
Do najlepiej poznanego zwiazku z tej grupy nalezy:
NIZYNA- ktora jest antybiotykiem polipeptydowym wytwarzanym przez bakterie kwasu mlekowego
Lactoccocus Lactis
Z mikrobiologicznego punktu widzenia jest ona bakteriocyna i jako jedyna jest produkowana na skale
przemyslowa.
Dlatego jest powszechnie stosowana w przemysle spozywczym jako naturalny konserwant E234
Niszczy ona bakterie Gram+ przez tworzenie porów w błonie cytplazmatycznej, natomnist nie ma wcale
wpływu na gram(-).

15.

Metody liczenia bakterii

Metody tradycyjne oraz nowoczesne.
Metody tradycyjne polegają na zliczaniu bakterii w sposób 'manualny', pod mikroskopem. Przykłady
zliczania tradycyjnego: Metody DEFT (Direct Epifluorescent Filter Technique ) i Metoda Filtrów
Membranowychh. DEFT - zliczanie pod mikroskopem osadzonych na fluoroscencyjnym filtrze
komórek bakteryjnych (rozróżnienie na żywe i martwe komórki). Metoda Filtrów Membranowych -
analogiczna metoda co DEFT, jednakże tu zliczamy całe kolonie bakteryjne wyrosłe na podłożu po
przeniesieniu bakterii osadzonych na filtrze.
Metody zautomatyzowane np. metoda posiewów spiralnych oraz posiew ezą, metoda roll tube. Używa

TWÓJ BIOTECHNOLOG

https://www.facebook.com/twoj.biotechnolog

6

się tu specjalnych urządzeń wykonujących posiewy i zliczających komórki bakteryjne.

Metody zliczania komórek automatycznymi metodami biofizycznymi :
1) pomiar zmętnienia
2) impedancja, konduktancja podłoża
3) metody radiometryczne, kalorymetria
4) cytometria przepływowa
biochemicznymi :
1) pomiar zmian aktywności poszczególnych enzymów np. dehydrogenaz
2) pomiar zmian stężeń odpowiednich metabolitów np. ATP, pirogronian (przykład na pomiar stężenia
ATP- enzym lucyferaza)

16.

Dlaczego enzymy są stosowane w rozpuszczalnikach organicznych?

Zmieniając rozpuszczalnik zmieniamy specyficzność enzymu. Możemy także wpływać na kierunek
reakcji, którą przeprowadza (np. przeprowadzenie reakcji zupełnie odwrotnej do tej występującej w
naturze).

* enzymy proteolityczne (np. chymotrypsyna) w chloroformie prowadzą syntezę wiązań peptydowych,
a nie hydrolizę; dodatkowo usuwa się produkt lub prowadzi reakcję w układzie dwufazowym, by
przesunąć równowagę w kierunku syntezy,
* podobnie jest z enzymami hydrolizującymi wiązania estrowe, które w rozp. org. prowadzą ich syntezę
(synteza tłuszczy podobnych do tych występujących w maśle kakaowym, z oleju palmowego lub oliwy
z oliwek),
* laktaza z grzybów - w naturze syntezuje kondensaty związków aromatycznych, w rozp. org.
wykorzystano go do tworzenia oligomerów estrogenów.

17.

Jak działają i gdzie występują bakteriocyny?

Bakteriocyny – stanowią dużą, heterogenną grupę substancji chemicznych, o budowie białkowej,
zdolnych do bakteriostatycznego lub bakteriobójczego działania w stosunku do licznych gatunków
bakterii. Jednym z ich głównych producentów są szczepy należące do gatunku Lactobacillus
acidophilus, syntetyzujące bakteriocyny o dość szerokim spektrum aktywności, hamujące między
innymi bakterie chorobotwórcze z gatunków Staphylococcus aureus, Bacillus cereus, Pseudomonas
aeruginosa czy Mycobacterium spp.

Bakteriocyny:
* syntezowane są najczęściej pod kontrolą genetyczną genów zlokalizowanych na plazmidach, które
jednocześnie niosą genetyczne determinanty oporności producenta na działanie obecnej w środowisku
bakteriocyny;
* różnią się masą cząsteczkową, wrażliwością na działanie enzymów proteolitycznych,
termostabilnością oraz zakresem aktywności (bakteriocyny o wąskim i szerokim spektrum aktywności) i
sposobem działania na drobnoustroje; Na podstawie tych kryteriów dokonuje się podziału bakteriocyn;
* wykazują tendencję do zbijania się w agregaty oraz łączenia się z innymi cząsteczkami obecnymi w
płynach hodowlanych.

Na jakość i ilość wytwarzanych bakteriocyn wpływa skład i konsystencja podłoża oraz warunki hodowli
( temperatura, pH, napowietrzanie, wiek hodowli).
Aktywność bakteriocyn zależy od temperatury, pH, ciśnienia osmotycznego, obecności proteaz, czy
substancji hydrofobowych w pożywce.

Mechanizm działania bakteriocyn:
1) bakteriocyna przenika przez ścianę wrażliwych komórek;
2) oddziałuje z błoną cytoplazmatyczną;
3) tworzy hydrofilowe kanały w błonie;

TWÓJ BIOTECHNOLOG

https://www.facebook.com/twoj.biotechnolog

7

4) następuje utrata potencjału błonowego;
5) zahamowanie procesów energetycznych zachodzących w strefie błony cytoplazmatycznej;
6) inaktywacja komórki i jej śmierć.

Bakteriocyny mają zastosowanie w przemyśle:
a) spożywczym;
Nizyna, wykryta w roku 1920, wykorzystywana jest do konserwacji żywności w ponad 50 krajach.
Obecnie podejmuje się próby wykorzystania tej bakteriocyny w leczeniu owrzodzeń układu
pokarmowego wywołanych przez Helicobacter pylori.
b) piekarniczym;
c) mleczarskim;
d) weterynaryjnym.

L-antybiotyki stanowią jedną z dwóch głównych klas bakteriocyn, wytwarzanych przez bakterie
gramdodatnie (należące do rodzajów Lactobacillus, Staphylococcus, Lactococcus, Bacillus,
Enterococcus). Są to peptydy, których cząsteczka zawiera aminokwas tioeterowy lantioninę, a czasem
również 3-metylolantioninę (np. nizyna, subtylina, epidermina).

NIZYNA jest, jak dotąd jedyną bakteriocyną produkowaną na skalę przemysłową, która może być
stosowana w żywności i łączona z innymi biokonserwantami. Nie można jej otrzymać syntetycznie,
dlatego do tego celu wykorzystuje się bakterie Lactococcus lactis
* Niszczy bakterie gram(+) (Clostridium, Bacillus,Lactococcus,Lactobacillus) przez tworzenie porów w
błonie cytoplazmatycznej;
* Nie ma wpływu na bakterie gram(-), drożdże i pleśnie, ponieważ ich dodatkowa błona zewnętrzna jest
nieprzepuszczalna dla nizyny;
* Jest nietoksyczna dla organizmów wyższych;
* Jest powszechnie stosowana w przemyśle spożywczym jako:

naturalny konserwat (E234)- do konserwowania produktów żywnościowych, tj. mleka spożywczego,
napojów mlecznych, serów, produktów mięsnych i rybnych. Jej dodatek do produktów mięsnych, serów
topionych, jak i do mleka przy produkcji serów, zapobiega rozwojowi bakterii masłowych, a tym
samym wzdymaniu;

Obecnie podejmuje się próby wykorzystania tej bakteriocyny w leczeniu owrzodzeń układu
pokarmowego wywołanych przez Helicobacter pylori.

18.

Różnice w produkcji i wykorzystaniu antybiotyków cytotoksycznych i

przeciwbakteryjnych
Antybiotyki przeciwbakteryjne są produkowane przez grzyby i bakterie; antybiotyki cytotoksyczne
mogą być produkowane zarówno przez mikroorganizmy, jak i przez rośliny albo przez ssacze kultury
tkankowe. Przy produkcji antybiotyków cytotoksycznych występują trudności, ponieważ związki te są
toksyczne w stosunku do biochemii podziałów komórkowych. W związku z tym uzyskuje się małe
ilości tych antybiotyków, gdyż w większych ilościach zabijają one komórki wytwarzające je. Roztwór
pofermentacyjny zawiera bardzo dużo białek, a związek docelowy jest trudno wyizolować, często
pozostaje on we wnętrzu komórek producenta. Przez cały czas produkcji ludzie pracujący przy tym
muszą być specjalnie chronieni, a ścieki detoksykowane ze względu na wysoką toksyczność.
Zastosowania: antybiotyki przeciwbakteryjne przeciwko chorobom zakaźnym np. aminoglikozydy
przeciwko infekcjom Mycobacterium tuberculosis (prątek gruźlicy); antybiotyki cytotoksyczne są
lekami przeciwnowotworowymi.

19.

Plastiki biokatalityczne

TWÓJ BIOTECHNOLOG

https://www.facebook.com/twoj.biotechnolog

8

Biokatalityczne plastiki to materiały polimerowe zawierające enzymy. Tego rodzaju katalizatory są
aktywne i stabilne w wodzie oraz w rozpuszczalnikach organicznych. Na razie tego rodzaju technikę
stosuje się w stosunku do enzymów proteolitycznych. Jako polimery które uczestniczą w tworzeniu
takiego biokatalitycznego plastiku wykorzystuje się : polimetylometakrylan, ksylen, octan winylu, eter
winylo-etylowy
Polimer ma zapewniać mechaniczna stabilność katalizatora jednocześnie ma sprawiać ze zamknięta w
nim cząsteczka będzie bardziej oporna termicznie i do pewnego stopnia chemicznie. Dobierając
odpowiedni polimer można sterować hydrofobowością bądź hydrofilnościa katalizatora.
Jak się robibioplasitki:
reakcja przebiega w układzie dwufazowym: faza wodna i faza organiczna. W fazie wodnej jest enzym ,
dodaje się czynnik modyfikujący cząsteczką białka np. chlorek akroilu, by nie straciła ona swoich
właściwości i stała się rozpuszczalna w fazie organicznej. Kiedy połączy się on z białkiem taki
aglomerat wędruje do fazy organicznej gdzie następuje polimeryzacja.

20.

Enzymy w rozdziale optycznie czynnych aminokwasów

Dwie ogólne strategie stosowane w otrzymywaniu aminokwasów optycznie aktywnych:
-

rozdział mieszanin racemicznych – polega na tym, że albo enzymatycznie syntezuje się

odpowiednie pochodne aminokwasów i wtedy (ponieważ enzymy działają tylko na jeden z
enancjomerów) uzyskuje się zmodyfikowaną pochodną tylko jednego z enancjomerów, albo rozdziela
się enzymatycznie zsyntezowane chemicznie odpowiednie pochodne
-

synteza z achiralnych substratów - strategia ta jest swego rodzaju naśladownictwem tego, co się

dzieje w naturze, bo achiralnymi substratami jest to, co w biosyntezie aminokwasów normalnie
występuje i wszystkie reakcje wykorzystywane tutaj to reakcje biorące udział w syntezie aminokwasów
w komórce

Rozdział mieszanin racemicznych –jednocześnie tzw. rozdział kinetyczny, bo enzym będzie zawsze
działał tylko na jeden z enancjomerów: albo będzie modyfikował jeden z aa w mieszaninie racemicznej
(enzymy: proteazy, oksydazy, aminoacylazy; reakcje estryfikacji, acylacji, oksydacyjnej deaminacji),
albo będzie działał na jeden z enancjomerów pochodnych aminokwasów: na chemicznie otrzymanych
amidach lub estrach aminokwasów przeprowadza się hydrolizę proteazami, esterazami lub lipazami.
Wykorzystuje się reakcje estryfikacji, acylowania, oksydacyjnej deaminacji (stosowane enzymy:
proteazy, oksydazy, aminoacylazy) – wtedy jest to metoda polegająca na modyfikacji mieszaniny
racemicznej aminokwasu, albo różne pochodne aminokwasu (amidy, estry – mieszaniny racemiczne)
poddaje się reakcji hydrolizy albo transestryfikacji (enzymy: protezay, esterazy, lipazy).

Ciekawą grupą metod jest synteza pochodnych hydantoin i hydroliza za pomocą enzymów
występujących u mkroorganizmów – hydantoinaz oraz hydroliza aminonitryli przez nitrylazy lub
hydrolazy nitrylowe. Wykorzystuje się to w produkcji semisyntetycznych antybiotyków, gdzie
potrzebne są aminokwasy niebiałkowe o odpowiedniej konfiguracji (najczęściej D).


Biokonwersja hydantoin

D

AMINOKWAS

AMINOKW

KARBAMYLO

N

POCHODNA

HYDANTOINA

ohydrolaza

a

za

hydantiona

min

.

Synteza hydantoiny odpowiedniego aminokwasu nie stanowi z chemicznego punktu widzenia problemu.
Hydantoinaza hydrolizuje pierścień hydantoinowy do odpowiedniej pochodnej N-
karbamyloaminokwasowej, drugi izomer z mieszaniny racemicznej hydantoiny pozostaje nietknięty. Na
pochodną N-karbamylowoaminokwasową działa się następnie amidohydrolazą z innego gatunku
bakterii – w wyniku hydrolizy amidu otrzymuje się D-aminokwas z teoretyczną wydajnością

TWÓJ BIOTECHNOLOG

https://www.facebook.com/twoj.biotechnolog

9

enancjomeryczną 100%. Obie reakcje mają zastosowanie w przemyśle (obecnie dysponuje się
hydantoinazami działającymi i na izomer D i na L).

Hydrolazy nitrylowe

AMINOKWAS

AMID

NITRYL

HCl

AMONIAK

ALDEHYD

amidaza

nitrylowa

hydrolaza

AMINOKWAS

NITRYL

nitrylaza

Otrzymanie odpowiedniego nitrylu aminokwasu jest też prostą reakcją wymagającą określonego
aldehydu, donora grupy aminowej (tu: amoniak) i HCN. Otrzymany nitryl można poddać działaniu
hydrolazy nitrylowej (biokatalizator: komórki bakterii Rhodococcus), co daje odpowiedni amid
hydrolizowany amidazą do aminokwasu. Inna hydrolaza – nitrylaza – hydrolizuje nitryl bezpośrednio do
aminokwasu.

21.

Sposoby walki z insektami

Agrobacterium tumefaciens – zawiera plazmid Ti (tumor inducing), jest to naturalny wektor, który
normalnie powoduje powstawanie narośli na korzeniach. Plazmid ten można zmodyfikować metodami
inżynierii genetycznej, tak aby można nim było transformować komórki roślinne. Można ‘podmienić’
geny powodujące powstawanie narośli, na geny które chcemy wprowadzić do rośliny, np. geny Cry z
Bacillus thuringiensis. Plazmid Ti ma powinowactwo do materiału genetycznego roślin które atakuje
(niektóre rośliny motylkowe).

Bacillus thuringiensis – bakteria ta podczas sporulacji wytwarza krystaliczne białka toksyczne dla
owadów. Białka te działają przez perforację owadziego jelita. Białka te są ponad 300 x bardziej
skuteczne jako insektycydy niż związki naturalnie wytwarzane przez chryzantemy, ponad 80 tyś. X
bardziej skuteczne niż insektycydy fosforoorganiczne (które są szkodliwe dla ludzi, bo blokują
acetylopoliesterazę). Białka Cry nie są dla ludzi szkodliwe, ponieważ nie mają oni receptorów dla tych
białek.

Bakulowirusy (Baculoviridae) – są to wirusy owadzie, modyfikuje się je tak, aby były toksyczne dla
określonego gatunku owadów.
Źrodłem insektycydów mogą też być grzyby entomopatogenne, wytwarzające proteazy, enzymy
chitynolityczne, lipazy oraz w różny sposób działające toksyny, powodujące śmierć owadów.

Inne bioisektycydy – avikkomycyny, spinozyny.

22.

Leki przeciwnowotworowe

Antybiotyki przeciwnowotworowe to związki cytotoksyczne. Są one nieselektywne i bardzo toksyczne
– cyto- i kardiotoksyczne. Powodują zaburzenia biosyntezy białka i kwasów nukleinowych.

Antybiotyki przeciwrakowe:

1) Antracykliny – produkowane przez promieniowce Streptomycetes; mają charakter glikozydowy,

zawierają grupę cukrowa i chromofor; produkowane w mieszaninach, ciężko znaleźć szczepy,
które produkują te antybiotyki selektywnie.
- daunerubicyna
- adriamycyna
- carminomycyna

2) Inne produkowane przez promieniowce na drodze fermentacji:

- ansamycyny – prod. przez Nocardia
- neotamycyny – bardzo skomplikowana budowa – trudności w syntezie
chemicznej
- mitomycycny

TWÓJ BIOTECHNOLOG

https://www.facebook.com/twoj.biotechnolog

10

- bleomycyny – antybiotyki peptydowe
- antramycyny

3) Nukleozydy produkowane przez promieniowce. Aktywność bakteriostatyczna, przeciwwirusowa,

są też antybiotykami przeciwnowotworowymi. Są to analogi strukturalne nukleotydów
purynowych i pirymidynowych; są bardzo toksyczne, dlatego są produkowane jako wyjściowe
substraty do chemicznych modyfikacji mających na celu ograniczenie skutków ubocznych.

23.

3 podejścia do regeneracji kofaktorów

1) dodatkowa reakcja enzymatyczna – analogicznie jak w naturze – kofaktor reakcji oksydacyjno-
redukcyjnej regeneruje się w innej reakcji oksydacyjno-redukcyjnej, czyli do systemu trzeba dodać
dodatkowy enzym, np. w przypadku otrzymywania fenylomleczanu z fenylopirogronianu, do redukcji
substratu potrzebny jest odpowiedni donor protonów i elektronów – zredukowany NADH, enzym:
dehydrogenaza fenylopirogronianowa, do regeneracji zredukowanego NADH używa się drugiego
enzymu – dehydrogenaza alkoholowa (w systemie znajduje się alkohol etylowy)

2) zastosowanie kofaktora o zwiększonym ciężarze cząsteczkowym – najczęściej immobilizuje się
kofaktor wiążąc go z makromolekularnym czynnikiem, np., NAD połączono z glikolem polietylenowym
zwiększając jego ciężar do 10.000-20.000, dalej umieszcza się go w reaktorze membranowym wraz z
enzymem, opisana strategia jest modyfikacją pierwszej – też wymaga drugiego systemu
enzymatycznego, tu: dehydrogenazy mrówczanowej, oba enzymy znajdują się w tym samym miejscu
(zimmobilizowane w matrycy) i regenerują in situ kofaktor reakcji redukcji, wykorzystuje się to w
produkcji L-tert-leucyny przez niemiecką firmęDegussa AG

3) prostym i atrakcyjnym jednocześnie rozwiązaniem jest zastosowanie całych komórek i dodatkowego
źródła węgla – przykład procesu wykorzystywanego przez firmę ELI LILLY do produkcji
benzodiazepin – grupy związków wykorzystywanych jako leki nasenne, uspokajające,
przeciwdepresyjne, w reakcji enancjoselektywnej redukcji substratu niezbędnego do produkcji
następnego produktu przejściowego, z którego powstają potem benzodiazepiny wykorzystuje się
komórki mikroorganizmów przeprowadzające tę reakcję w odpowiednim miejscu, jako źródło węgla
stosuje się glukozę – dostarcza ona nie tylko źródła węgla (energii), ale i ekwiwalentu redukcyjnego:
komórki utleniają glukozę redukując przy okazji NAD, glukozy zużywa się 2 kg/kg produktu, cały
proces jest więc opłacalny

24.

Jakie grupy związków produkują Streptomycetes?

* Antybiotyki β-laktamowe (działają na transpeptydazę glikopeptydową odp. za tw. wiązań
poprzecznych między łańcuchami peptydoglikanu):
Streptomycetes cattleya – Tienamycyna – działający na G(+) i (-) najsilniejszy znany β-laktam, odporny
na β-laktamazy, bo ma układ karbapenowy w pierścieniu;
* Inhibitory β-laktamaz:
Streptomycetes clavurigenes – kwas klawulanowy – jednoczesnie niekompetycyjny inhibitor β-laktamaz
i antybiotyk β-laktamowy; Streptomycetes olivacerus – kwasy oliwanowe (epitienamycyny);
* Antybiotyki aminoglikozydowe (działające na poziomie biosyntezy białka): streptomycyna
(Streptomyces griseus); neomycyna; kanamycyna; gentamycyna.
* Siderofory o aktywności antybiotycznej – sideromycyny (aldomycyna, ferrimycyna)
* Antybiotyki przeciwrakowe:
Antarcykliny – mają charakter glikozydowy, zawierają grupę cukrowa i chromofor
* Nukleozydy - aktywność bakteriostatyczna, przeciwwirusowa, są też antybiotykami
przeciwnowotworowymi

25.

Przykłady zastosowania związków produkowanych przez mikroorganizmy modyfikowane

genetycznie
1) Somatotropina - ludzki hormon wzrostu (stosowany w leczeniu karłowatości przysadkowej)

TWÓJ BIOTECHNOLOG

https://www.facebook.com/twoj.biotechnolog

11

2) Insulina ( złożona z 2 łańcuchów polipeptydowych A i B, produkowanych odrębnie jako łańcuchy
hybrydowe przez 2 rodzaje zmodyfikowanych genetycznie bakterii. Następnie w sposób enzymatyczny
łańcuchy A i B są oddzielane od hybryd z tymi 'niepotrzebnymi' fragmentami i scalane w funkcjonalne
białko-insulinę).
3) Czynniki krzepnięcia krwi (jako lek dla ludzi chorych na hemofilię)
4) Rekombinowane immunoszczepionki (gen toksyny tężca wszczepiony do genomu bakterii kwasu
mlekowego umożliwił stosowanie jadalnych szczepionek).
5) Somatotropina wołowa- 'mleczność' krów
6) Podpuszczka- do produkcji serów twardych
7) Enzymy : Lipazy, Proteazy, Glukanazy, Celulazy, Proteazy

26.

Skąd się pozyskuje szczepy, co to są kolekcje kultur?

JAKIE ZADANIA SPEŁNIAJĄ KOLEKCJE KULTUR MIKROORGANIZMÓW?
1) Gromadzenie i przechowywanie szczepów mikroorganizmów.
2) Prowadzenie prac badawczych mających na celu odkrycie nowych szczepów mikroorganizmów o
pożądanych cechach.
3) Klasyfikacja i identyfikacja mikroorganizmów.

27.

Biosynteza ukierunkowana i kombinatoryjna

Ukierunkowana biosynteza – metoda manipulacji podłożem należąca do biotechnologii tradycyjnej,
mająca na celu doprowadzenie do tego, aby metabolizm komórki przebiegał w danym kierunku. Stosuje
się rożnego rodzaju dodatki do podłoża – czynniki ograniczające lub stymulujące.
a)

Prekursory – zwykle wiadomo, w jako sposób przebiegają szlaki metaboliczne prowadzące do

powstania określonego produktu, można to wykorzystać dodając odpowiedniego prekursora do
pożywki. Np. kwas fenylooctowy ukierunkowuje biosynteze penicyliny na synteze benzylopenicyliny;
sztuczne aminokwasy dodawane do podłoża powodują powstanie np. aktynomycyny.
b)

Induktory – powodują rozpoczęcie syntezy metabolitu wtórnego, np. Met cefalosporyna, Val

 tyrozyna, Tyr  alkaloidy ergolowe;
c)

Mutasynteza – próby otrzymania w ten sposób zmiany proporcji syntezowanych metabolitów w

kierunku zwiększenia produkcji danego związku, lub w celu badania szlaku biosyntezy tego metabolitu.
Mutageneza w ujęciu tradycyjnym: szereg mutantów  izolacja pod względem wytwarzania
interesującego metabolitu  badanie w którym miejscu jest mutacja  dedukcja szlaku
metabolicznego.

Mutasyntezę stosuje się do produkcji antybiotyków aminoglikozydowych: mutanty idiotropowe,
niezdolne do syntezy jakiegoś z aminocukrów, zamiast tego aminocukru stosuje się inny, który jest
wbudowywany w produkt.

Biotechnologia nowoczesna dysponuje biosyntezą kombinatoryjną, wykorzystującą techniki
rekombinacji DNA metodami inżynierii genetycznej i biologii molekularnej. Większość enzymów
szlaków biosyntez jest u bakterii kodowana przez układy klasterowe. Do danego operonu można dodać
gen, którego produktu bakteria normalnie nie wytwarza.

28.

Na czym polega HACCP?

(HACCP) System Analizy Zagrożeń i Krytycznych Punktów Kontroli.
Ma zapewnić prawidłowy stan mikrobiologiczny produktów poprzez zapobieganie zagrożeniom w
całym łańcuchu produkcji (od surowców do opakowania i sprzedaży).

Tworząc system dla danego procesu produkcyjnego bierze się pod uwagę każde miejsce gdzie może
nastąpić zakażenie produktu. System ten obejmuje:
1. Analiza ciągu produkcyjnego- wyznaczenie wszystkich aspektów procesu (od surowca do sprzedaży).
2. Identyfikacja CCP – miejsce, etap procesu związany z zagrożeniem mikrobiologicznym.
3. Monitorowanie (szybkie, zautomatyzowane metody)

TWÓJ BIOTECHNOLOG

https://www.facebook.com/twoj.biotechnolog

12

29.

Co może być krytycznym p-tem kontroli?

Punktem Krytycznym (kontrolny punkt krytyczny – critical control point CCP) jest:
- surowiec
- miejsce pobrania surowca
- sposób transportu, postępowanie z surowcem
- opakowanie
- mycie urządzeń
- czystość rąk pracowników

30.

Nowoczesna biotechnologia w medycynie

1) Human Genome Project - badanie genomu ludzkiego
2) technologia rekombinowanego DNA
- hodowla komórkowa ssaków - otrzymuje się szczepionki, leki, przeciwciała monoklonalne (wady :
powolny wzrost, drogie podłoże)
- ' żywe bioreaktory ' - np. ekspersja białek heterologicznych w gruczołach mlecznych myszy, królików,
owiec, krów i kóz ( np. trasngeniczne kozy - w ich gruczołach mlecznych ekspresjonuje się jeden z
cyznników krzepliwości krwi - III faza badań klinicznych; białka terapeutyczne w jajach
transgenicznych kur)
- transegniczne rośliny: leki , szczepionki
3) przeciwciała monoklonalne
- technologia hybrydowa
- podwyższenie ' pasywnej obrony organizmu ' - przeciwciała skierowane przeciwko określonym
mikroorganizmom
4) szczepionki - np szczepionki DNA - 1-sza szczepionka przeciwmalaryczna
5) terapia genowa - genetyczne szczepionki (np. przeciwrakowe - geny samobójcze)
6) bioczipy DNA - mała płytka na niej umieszczone nukleotydy o określonej sekwencji zasad - po
detekcji fluorescencyjnej można szybko zdiagnozować np. chorobę genetyczną (anemia sierpowata)
7) Klonowanie
blastocysta  pierwotne komórki zarodkowe  każda tkanka ( możemy wyhodować każdą tkankę np
do transplantacji)

31.

MEOR

WSPOMAGANIE MIKROBIOLOGICZNE WYDOBYCIA ROPY NAFTOWEJ
- wykorzystanie odpowiednich mikroorganizmów w podziemnych złożach
- dodawanie do wody związków powierzchniowo czynnych - żeby wypychały ropę naftową
- wykorzystanie mikroorganizmów do zwiększania wydobycia ropy in situ
- problem - duża powierzchnia

32.

Dlaczego korzysta się z enzymów przystosowanych do niższych temperatur?

KORZYŚCI TECHNOLOGICZNE I EKONOMICZNE WYNIKAJĄCE Z ZASTOSOWANIA
ZIMNYCH ENZYMÓW:
- zmniejszenie ryzyka zakażeń drobnoustrojami mezofilnymi
- obniżenie kosztów procesu
- skrócenie czasu i obniżenie temperatury niezbędnej dla inaktywacji termolabilnego enzymu
- poprawienie jakości produktu końcowego, który w podwyższonej temperaturze może ulec
niekorzystnej modyfikacji

ZASTOSOWANIE ZIMNYCH ENZYMÓW W BIOTECHNOLOGII:
- proces hydrolizy laktozy- b- galaktozydaza
- serowarstwo- poszukiwania psychrofilnej podpuszczki nowe smaki serów
- piekarnictwo i piwiowarstwo- zimne proteinazy i a- amylazy
- przetwórstwo owoców

TWÓJ BIOTECHNOLOG

https://www.facebook.com/twoj.biotechnolog

13

- tenderyzacja (zmiękczanie) gorszych gatunków mięsa- zimne proteazy
- przetwórstwo i konserwacja mrożonej żywności
- detergenty- alkalostabilne proteinazy, lipazy i celulazy
- biologia molekularna- genetyczne modyfikacje
- biotransformacje wymagające niskich temperatur
- ochrona środowiska- biodegradacja ksenobiotyków i naturalnych polutantów
- biogeochemia - ługowanie metali np. uranu

33.

Zasada genetycznego odcisku palca

Inaczej daktyloskopia DNA;
Specyficzny ukad prazków powstały na skutek trawienia określonego fragmentu genomu odpowiednio
dobranymi enzymami restrykcyjnymi in pózniejszej elektroforezie charakterystyczny dla danego
osobnika.
Etapy analizy:
1.Izolowanie DNA
2.Trawienie za pomoca okreslonego enzymu restrykcyjnego np. HAE III GG/CC
3.Rozdzielenie za pomoca elektroforezy w żelu agarozowym
4.Unieruchomienie przez usuniecie wody
5.Denaturacja dwuniciowego DNA
6.Hybrydyzacja z sonda oligonukleotydowa
7.Uwidocznienie metoda właściwa dla zastosowanej sondy.
Zastosowanie:ustalenie rodzicielstwa, sukces rozrodzczy osobnika(etologia),kryminalistyka,
medycyna,hodowla zwierzat użytkowych
dziedziczenie zgodnie z prawami Mendla)

34.

Biosensory – przykłady i zastosowanie

Biosensory – sensory składające się z dwóch fragmentów : części receptorowej (bio), i części
przetwornikowej (optyczna lub elektroniczna.

Część receptorowa może to być :
1) immobilizowane enzymy - wysoka selektywność
2) komórki bakteryjne - mniejsza selektywność, większa czułość, można monitorować poziom
toksyczności środowiska
3) tkanki

Część przetwornikowa :
1) światłowody
2) potencjometry
3) półprzewodnikowe tranzystory

Przykład zastosowania biosensora w monitoringu zmian stężenia glukozy:
Przebiega reakcja utleniania D-glukozy do kwasu glukonowego tlenem (katalizowana przez
glukooksydazę), pozostała, niezredukowana część tlenu jest redukowana na elektrodzie ujemnej, ma
miejsce przepływ ładunku, może to zostać przeliczone na stężenie pozostałego tlenu a co za tym idzie
wyjściowej glukozy.

Zastosowanie biosensorów ma zasadniczą zaletę polegającą na dużej selektywności tych czujników w
stosunku do określonych związków- można mierzyć wybranego produktu w złożonych, kompleksowych
mieszaninach jakimi są np. produkty spożywcze.

35.

Bioluminescencja – wykorzystanie, na czym polega, reakcja

Zjawisko emisji światła przez niektóre organizmy takie jak: bakterie, grzyby, pierwotniaki, skorupiaki,
owady, ryby, będące rezultatem utlenienia aldehydu: LUCYFERYNY według poniższej reakcji:

TWÓJ BIOTECHNOLOG

https://www.facebook.com/twoj.biotechnolog

14

LUCYFERYNA +ATP+O2→ utl. LUCYFERYNY +AMP+CO2+☼ (światło)
Reakcja ta zachodzi pod wpływem enzymu LUCYFERAZY w obecności jonów Mg2+;
W przypadku bakterii cykl bioluminescencji rozpoczyna się od zredukowania FMN do FMNH2 który
następnie tworzy kompleks z lucyferazą (enzym złożony z dwóch podjednostek α i β kodowanych
odpowiednia przez lux A i Lux B)
Wyróżnia się bioluminescencje:
• Pierwotna- naturalna zdolność do emisji światła wynikająca z metabolizmu (bakterie, grzyby)
• Wtórna- występuje u organizmów żyjących w symbiozie symbiozie bakteriami luminescencyjnymi
Najlepiej poznane bakterie bioluminescencyjne Vibrio fisher, Photobacterium luaferum;
Bioluminescencja może służyć do różnych celów np. świetliki → sygnalizacja godowa;
Zastosowanie:
• Produkcja testów do wykrywania ATP
• Do oceny ogólnej biotoksyczności różnych substancji (wód powierzchniowych, ścieków)
• Do badanie sterylności produktów przemysłu spożywczego, kosmetycznego, farmaceutycznego za
pomocą fagów. Fag lux L28→wykrywanie Wykrywanie.coli w mleku (świecące mleko).

36.

Przemysł mleczarski (sery; bakterie)

Produkcja mleka-dwie procedury:
-Procedura UHT
-Pasteryzacja HTST.

Stały składnik mleka to tylko laktoza. Pozostała zawartość składników waha się-ulega zmianom w
zależności od środowiska, pory roku, rodzaju pożywienia i temperatury.

Bakterie fermentacji mlekowej wykorzystywane są do produkcji: maślanki, kefirów, jogurtów,
śmietany.
W produkcji sera w sposób fizyczny, chemiczny lub enzymatyczny powoduje się tzw. Ścinanie sernika
czyli koagulację kazeiny i związanych z nią tłuszczy.
W zależności od metod produkcji sery dzielimy na:
-sery twarde (wysoka temp podczas produkcji, duża ilość kwasów podczas
fermentacji). Np. ser szwajcarski.
-sery miękkie i półmiękkie (powolna fermentacja, niska temperatura, kontroluje się
poziom laktozy, mała i powolna produkcja kwasów).Np. ser Gouda
-sery świeże (wysoka produkcja kwasu mlekowego. Np. ser biały, serek wiejski

Standaryzacja mleka-stosunek ilości białek do ilości tłuszczy.
P/F=const

1.Przygotowanie mleka do produkcji:
-standaryzacja
-filtrowanie (usuwanie większych osadów)
-klarowanie (sendymentator)
-wirowanie w celu usunięcia bakterii w temp. 54 stopni Celsjusza (wirówki)
W zależności od sera : subpasteryzacja (66 st. C, szybkie chłodzenie; sery miękkie) lub pasteryzacja.

Dodaje się również do mleka:
-CaCl2 –polepsza koagulację
-NO3- - zapobiega pojawieniu się bakterii odpowiedzialnych za fermentację masłową
-barwniki roślinne np. z papryki lub marchwi
-lipazy –polepszają stopień rozkładu tłuszczy

2. koagulacja!!!
Cel:destabilizacja składników mleka: oddzielenie białek i tłuszczy

TWÓJ BIOTECHNOLOG

https://www.facebook.com/twoj.biotechnolog

15

Precypitacja zachodzi w wyniku zakwaszenia (dodatek bakterii fermentacji mlekowej-hydrolizują
laktozę dając kwas mlekowy) lub ogrzewania.

Sery dojrzewające: stosuje się dodatkowe procesy enzymatyczne następujące po strąceniu sernika.
Wykorzystuje się chymozynę (podpuszczka, renina - proteaza występująca w żołądkach cieląt
karmionych mlekiem; enzym ma niską aktywność proteolityczną – białko ścina się i ulega trawieniu w
niewielkim stopniu).

3. Ogrzewanie i oddzielanie serwatki.
Dodawany jest dodatkowy czynnik denaturujący.
Różna temperatura w zależności od rodzaju sera

4.Nadawanie kształtu
5.Solenie (umieszcza się sery w solance lub wciera się grubą sól w powierzchnię sera. Stanowi to
ochronę przed bakteriami, dla których wysokie stężenie soli jest zabójcze)
6.Dojrzewanie (działanie bakterii, enzymów mleka, podpuszczki; dodanie lipaz, subst. zapachowych i
smakowych, również pleśni i drożdży !!wszystko to w zależności od rodzaju sera!!.
Proces trwa od kilku tygodni do kilku lat!

STOSOWANE ENZYMY
- proteinazy koagulujące (ułatwiają ścinanie)
- lipazy (wzbogacają aromat)
- β-galaktozydazy (hydroliza laktozy serwatki)
- lizozym (hamowanie fermentacji masłowej)
-katalaza (enzymatyczna „pasteryzacja” mleka)
-koagulanty mikrobiologiczne (np. chymozyna)
-podpuszczki roślinne (ekstrahowane z kwiatów)

Serwatka - płynna część mleka pozostała po produkcji sera.

Serwatkę zagęszcza się przy użyciu następujących metod:
-ultrafiltracja
-frakcjonowanie
-odwrotna osmoza
-denaturacja termiczna
-strącanie w niskim pH

Dwie ostatnie metody – odzysk białek nierozpuszczalnych i nieprzydatnych na ścinanie.Odzyskuje się
dodatkowo laktozę (do otrzymywania hydrolizatów), a następnie syropy glukozowo-galaktozowe.
Laktozę odzyskuje się poprzez hydrolizę (kwaśną lub enzymatyczną) lub oczyszczanie. Do produkcji
syropów stosowana jest laktaza pochodząca z Aspergillus Niger lub z E. coli.

Seratka ma ogromne zastosowanie:
-produkcja SCP z drożdży
-produkcja etanolu (proces beztl. I mało wydajny, bo drożdże nie tolerują wysokich stężeń alkoholu)
-produkcja napojów niealkoholowych
-fermentacje niealkoholowe- całą lub odtłuszczoną serwatkę poddaje się fermentacji z użyciem bakterii
fermentacji mlekowej.

Proces fermentacji mlekowej: Laktoza ulega glikolizie do pirogronianu, który następnie jest
przekształcany do kwasu mlekowego. U części bakterii dodatkowo powstaje kwas octowy oraz
dwutlenek węgla.

TWÓJ BIOTECHNOLOG

https://www.facebook.com/twoj.biotechnolog

16

37.

Właściwości bakterii fermentacji mlekowej

Dwa najważniejsze szczepy to:
- Streptococcus (np. lactis)
- Lactobacillus

Przy fermentacji mlekowej dla przemysłu mleczarskiego korzysta się z tego, że metabolizmowi
mikroorganizmów rosnących na laktozie towarzyszy powstawanie szeregu metabolitów pośrednich,
które potem występują w wytwarzanych produktach powodując, różnice między np. jogurtem czy
maślanką.
- Lactobacillus - jeśli warunki fermentacji będą za bardzo beztlenowe to zamiast kwasu mlekowego
powstanie kwas octowy, przez co zmienia się walory produktu
- Leukonostoc - jako metabolit pośredni wytwarza acetoinę rozkładaną następnie do diacetylu związek
ten nadaje produktom fermentowanym przez te bakterie zapach maślany.
- Lactobacillus burgalicus i Streptococcus thermophilus – ich metabolizmowi towarzyszy powstawanie
acetaldehydu, który jest głównym składnikiem smakowym jogurtu.

38.

Szczepionki, startery mleczarskie

Głównie Streptococcus i Lactobacillus (wykorzystują laktozę jako substrat, ale maja nieco inny
metabolizm, powstają różne związki odróżniające np. kefir od jagurtu )
Startery:
1) zamrożone do bezpośredniej inokulacji;
2) zamrożone do podhodowania(zaszczepienie mniejszej ilości mleka i przeniesienie do objętości
produkcyjnej);
3) liofilizowane proszki.

przykładowe mikroorganizmy strterowe:
Streptococcus cremonis, Streptococcus lactis, Streptococcus diacetylactis, Leuconostoc cremonis –
maślanka
Streptococcus thermophilus, Lactobacillus bulgaricus – jogurt
Llactobacillus acidophilus – kwaśne mleko

39.

Biokonserwanty w mleku

NIZYNA jest, jak dotąd jedyna bakteriocyna produkowana
na skale przemysłowa, która może być stosowana w żywności i
łączona z innymi biokonserwantami.

~ niszczy bakterie Gram (+) przez tworzenie porów w błonie cytoplazmatycznej; czyli hamuje rozwój
szeregu szczepów bakterii z rodzaju: Staphylococcus, Micrococcus
Clostridium, Bacillus, Listeria, Lactococcus, Lactobacillus
~ nie ma wpływu na bakterie Gram(-), drożdże i pleśnie, ponieważ ich dodatkowa błona zewnętrzna jest
nieprzepuszczalna dla nizyny; czyli nie hamuje takich zarazków jak Escherichia coli, Salmonella,
Campylobacter, Yersinia
~ nie działa na przetrwalniki ale uniemożliwia przekształcenie się ich w formy wegetatywne
~ jest nietoksyczna dla organizmów wyższych
~ jest stosowna w przemyśle spożywczym jako naturalny konserwant (E234):
~ do konserwowania produktów żywnościowych tj. mleko spożywcze, napoje mleczne, sery, produkty
mięsne i rybne, żywność konserwowana w puszkach
~ jej dodatek do produktów mięsnych, serów topionych, jak i do mleka przy produkcji serów zapobiega
rozwojowi bakterii masłowych a tym samym wzdymaniu
~ w niektórych krajach dopuszcza się stosowanie nizyny w produkcji mleka, deserów mlecznych i
innych napojów co zapobiega ich kwaśnieniu.

TWÓJ BIOTECHNOLOG

https://www.facebook.com/twoj.biotechnolog

17

40.

Szczepionki mobilizujące i wzbogacające

Od pewnego czasu starano się umożliwić roślinom korzystanie z azotu atmosferycznego. Nitrogenaza -
enzym występujący u bakterii Rhizobium i Azotobacter - działa jednak tylko w nieobecności tlenu i nie
może zostać umieszczona w transgenicznej roślinie. Wprowadzono jednak szczepionki
mikrobiologiczne z symbiontów, które wzbogacają glebę.
 Nitragina - to sz. wzbogacająca: jałowa gleba + bakterie Rhizobium (szczepów wirulentnych - łatwo
podejmujących współpracę z rośliną). Można zaprawiać nią nasiona lub rozsiewać na polu. Jej użycie
jest ograniczone do roślin motylkowych, ze względu na rodzaj bakterii.
 Azotobakteryna - jej składnikiem są bakterie Azotobacter, posiadają kilkaset razy większą
efektywność wiązania N2 niż ich dziki odpowiednik. Może być stosowana dla wszystkich roślin, nie
tylko motylkowych. Szczepionka wzbogaca glebę w zw. azotu przyswajalne przez roślinę. Azotobacter
produkuje też auksyny, gibereliny, witaminy i aminokwasy, substancje grzybobójcze.
 Szczepionki mobilizujące (udostępniające; gł. związki fosforu):
Fosfobakteryna - z bakteriami Bacillus megaterium, które mineralizują organiczne związki fosforu i
wydzielają substancje rozpuszczające te związki.
 Sz. z bakterii Pseudomonas pulidas, "uruchmiających" żelazo (posiadają siderofory kompleksujące
jony Fe).
 Są także szczepionki oparte o mikoryzę - współżycie rośliny wyższej i grzyba (endo- i ektotroficzne).
Zastosowanie ma ektomikoryza - wytworzono nasiona dębów i orzechów zaprawione już zarodnikami
czarnej trufli.

41.

Dlaczego lipazy mają tak szerokie zastosowanie?

LIPAZY - hydrolazy katalizujące w warunkach fizjologicznych reakcje hydrolizy triacylogliceroli;
występują u: organizmów zwierzęcych, roślinnych i mikroorganizmów;
- Mogą także katalizować inne reakcje takie jak: hydrolizy, estryfikacje, transestryfikacje i laktonizacje;
- W wyniku katalizowanych przez nie reakcji powstają: leki, herbicydy, insektycydy, emulgatoru,
substancje zapachowe, aromaty, słodziki,kwasy, alkohole, polimery peptydy, steroidy, cukry, lipidy i
związki metaloorganiczne;
- Lipazy pozyskuje się z : Candida, Aspergillus Niger, Pseudomonas

* rozpuszczają się w wodzie,
* są aktywne w szerokim zakresie pH (5,6 - 8,5),
* nie wymagają kofaktorów,
* są stabilne w rozpuszczalnikach org.,
* optimum temperaturowe 30 - 40 st. C,
* mogą przyjąć konformację dla substartów znaczenie różniących się wielkością (zachowując
enancjoselektywność),
* do przeprowadzenia reakcji wystarczają substr. średnio oczyszczone,
* działają na granicy woda-tłuszcz,
* regiospecyficzne i enancjoselektywne,
* specyficznie w stosunku do hydrolizowanego wiązania estrowego,
* mogą być stosowane do syntez: leków, herbicydów, emulgatorów, słodzików, subst. zapachowych,
polimerów, cukrów, zw. metaloorganicznych...

42.

Co to są przeciwciała monoklonalne?

Przeciwciała monoklonalne- wytwarzane są przez pojedynczy Koln komórek. Wszystkie cząsteczki tego
przeciwciała są identyczne i wiążą się z tym samym miejsce antygeny z tym samym powinowactwem.
Można je uzyskać w dużych ilościach dzięki fuzji komórki wytwarzającej przeciwciało (limfocytu) z
komórką szpiczaka, w wyniku której powstaje tzw. hybrydoma.
Wykorzystanie przeciwciał monoklonalnych:
1. Ukierunkowanie leku przeciwnowotworowego na komórkę rakową – sprzęga się cząsteczkę leku z
przeciwciałem otrzymanym w stosunku do określonego nowotworu.

TWÓJ BIOTECHNOLOG

https://www.facebook.com/twoj.biotechnolog

18

2. Katalizowanie reakcji chemicznych – otrzymuje się jest tak, aby przeciwciało stabilizowało określony
stan przejściowy
3. Nowy trend biotechnologii w medycynie – testy diagnostyczne, nośniki leków, podwyższenie
„pasywnej obrony mikroorganizmu”.

43.

Abzymy – przeciwciała katalityczne

Abzymy to przeciwciała o charakterze enzymatycznym. Uzyskuje się je w odpowiedzi na antygeny
będące analogami stanu przejściowego danej reakcji enzymatycznej. Przeciwciało może wtedy związać
substrat takiej reakcji, a w wyniku tego wiązania dochodzi do zmiany konformacyjnej substratu, dzięki
której jego kształt przypomina związek przejściowy. Ponieważ związek przejściowy jest w danej reakcji
związkiem o najwyższej energii, może on teraz łatwo przekształcić się w produkt reakcji.
Od zwyczajnych enzymów abzymy różnią się o wiele mniejszą szybkością reakcji (zwykle 3 - 4 rzędy
wielkości), w odróżnieniu od enzymów nie podlegały one bowiem długiej ewolucji i nie są tak dobrze
dostosowane do swej enzymatycznej roli. Nie mniej jednak, abyzmy mogą być stosowane tam, gdzie ich
zdolność katalityczna jest potrzebna, a np. nie znany jest enzym, który mógłby przeprowadzić daną
reakcję, bądź jest on trudny do wyodrębnienia.
Abzymy to przeciwciała o możliwościach katalitycznych. Zasada ich działania polega na tym, że mogą
one przeprowadzić substrat w produkt poprzez związek pośredni, analogicznie do enzymów. Abzymy
otrzymuje się w ten sposób, że otrzymuje się przeciwciała monoklonalne przeciwko antygenowi
podobnemu do stadium przejściowego reakcji enzymatycznej. Takie przeciwciało może wiązać substrat
tej reakcji i przekształcać go do stanu przejściowego, zaś dalsza część reakcji zachodzi samorzutnie.
Abzymy są o wiele mniej skuteczne od enzymów, ale prawdopodobnie znajdą zastosowanie w katalizie
niespotykanych w przyrodzie reakcji.

44.

Co to jest gluten?

GLUTEN - substancja białkowa zawierająca 80-90% białka, elastyczna, lepka, plastyczna; występuje w
ziarnach zbóż
GLUTEN PSZENNY - otrzymuje się przez odmywanie mąki wodą ,od zawartości i ilości glutenu
zależą walory wypiekowe mąki. Gluten zawiera: gliadynę (40-50%), gluteinę(35-40%), inne białka(3-
5%), ponadto: Gln, Glu, Pro, Leu, Ile.

45.

Substancje smakowe i zapachowe naturalne i identyczne z naturalnymi

Środek zapachowy (smakowy) identyczny z naturalnym otrzymuje się przez wykorzystanie szlaku
metabolicznego charakterystycznego dla roślin, a funkcjonującego w innych, niższych organizmach).
Produkt identyczny z naturalnym (uzyskiwany z mikroorganizmów) jest o wiele tańszy.

Metody biotechnologiczne umożliwiły stosowanie związków mających wiele wspólnego ze związkami
naturalnymi – są naturalne, ale ponieważ nie pochodzą z naturalnego źródła, są nazywane identycznymi
z naturalnymi.
Przykłady:
4 – dekanolid – zapach owocowo – tłusty
Wanilina – produkowana przez grzyby, naturalna - ekstrahowana z nasion wanilii.
Benzaldehyd – uwalniany z cyjanogennego glikozydu – amygdaliny (nasiona pestkowców) i to jest
aromat naturalny. Natomiast wykorzystując podstawczaki do degradacji Phe, możemy otrzymać 3-
fenylopropanol i benzaldehyd, ale to już jest aromat identyczny z naturalnym.

46.

Preparaty enzymatyczne w piwie i mleku

Mleko – produkcja serów:
- proteinazy koagulujące (ułatwiają ścinanie)
- lipazy (wzbogacają aromat)
- β-galaktozydazy (hydroliza laktozy serwatki)

TWÓJ BIOTECHNOLOG

https://www.facebook.com/twoj.biotechnolog

19

- lizozym (hamowanie fermentacji masłowej)
-katalaza (enzymatyczna „pasteryzacja” mleka)
-koagulanty mikrobiologiczne zastępujące chymozynę – mucol
-podpuszczki roślinne (ekstrahowane z kwiatów)


Produkcja piwa:
Do usprawnienia procesu produkcji piwa:
- α-amylaza bakteryjna (hydroliza skrobii)
- β-glukanaza bakteryjna lub grzybowa (hydroliza β-glukanu)
- bakteryjna proteinaza neutralna (hydroliza białek zapasowych)
- gotowe mieszanki enzymatyczne (np. Cremix firmy Novo Nordisk)
Dodawane do gotowego produktu:
- Maturex – dekarboksylaza acetomleczanu – przyspiesza dojrzewanie (podczas dekarboksylacji
acetomleczanu powstaje diacetyl odpowiedzialny za smak)
- oksydaza glukozowa – przeciwutleniacz, dodawany do piwa przed pakowaniem aby nie zmieniał się
jego smak podczas przechowywania
- enzymy proteo- i glikolityczne do stabilizacji koloidalnej oraz ułatwienia filtracji

47.

Liposomy -

ze wzgl na ich budowe podobna do komórek jakie maja zastosowanie?

Odkryte w latach 60-tych, zbudowane z podwójnej warstwy lipidowej ,w skład której wchodzą
fosfolipidy przybierające kształt kulisy pęcherzyki. Ze względu na swoją zdolność do integracji z
błonami biologicznymi mogą służyć jako przenośniki substancji dla których błony są nie przepuszczalne
(substancja zamykana wewnątrz pęcherzyka).
Występują trzy grupy liposomów:
• Małe liposomy jednowarstwowe SUV
• Duze liposomy jednowarstwowe LUV
• Wielowarstwowe liposomy MLV
Otrzymuje się je poprzez sonikacje (wytrząsanie z użyciem ultradźwięków) zawiesiny odpowiednich
lipidów lipidów środowisku wodnym. Aby zamknąć określona substancje (lek lub jon)wewnątrz
tworzonego liposomu należy substancje ta dodać do wodnej zawiesiny lipidów przed sonikacja.
Liposomy wnikają do komórki na drodze: adsorpcji, endocytozy (trawione przez lizosom) lub fuzji.
Liposomy można zamaskować poprzez kwas sialowy lub polietylen glikolu w wyniku czego liosom taki
nie wywołuje odpowiedzi immunologicznej a jago trwałość w organizmie wzrasta (maskowane
liposomy = leczenie nowotworów)
Zastosowanie:
• Transport substancji do wnętrza komórki;
• Przemysł farmaceutyczny
• Przemysł kosmetyczny
• Transfer genów

48.

Sposoby wykorzystania odpadów poprodukcyjnych (melasy, serwatki)

Wykorzystanie SERWATKI:
- produkcja SCP (single cell protein) przy pomocy drożdży wyselekcjonowanych do szybkiej
fermentacji laktozy (serwatka tak jest najpierw odbiałczana ze względu na drożdże)
- produkcja etanolu, też przy pomocy drożdży – proces beztlenowy, mało wydajny, z 42 l serwatki
można otrzymać tylko 1 l etanolu
- produkcja kwasu mlekowego przez Lactobacillus bulgaricus czy grzyb Rhizopus
- produkcja napojów niealkoholowych z dodatkiem soków owocowych
- fermentacje niealkoholowe – całą lub odbiałczaną serwatkę poddaje się fermentacji mlekowej
Zastosowanie MELASY:
- Aspergillus niger - produkcja kwasu cytrynowego (fermentacja powierzchniowa)

TWÓJ BIOTECHNOLOG

https://www.facebook.com/twoj.biotechnolog

20

- drożdże Candida - produkcja kwasu cytrynowego (fermentacja wgłębna)
- produkcja etanolu w procesie fermentacji beztlenowej, przy okazji powstaje biogaz (CH

4

, CO

2

, NH

3

).

Jako substrat wykorzystuje się wysokocukrowe melasy (po częściowej hydrolizie rozcieńczonym
kwasem) lub melasy końcowe pozostałe po produkcji spożywczego cukru. Fermentację alk.
przeprowadzają drożdże oraz termofilne bakterie Clostridium
- produkcja kwasu glutaminowego w procesie tlenowym przez Corynebacterium, Brevibacterium,
Arthrobacter. Potrzebne jest jeszcze źródło azotu, melasa to tylko źródło węgla.
Zastosowanie SUBSTRATÓW CELULOZOWYCH:
- produkcja etanolu – ale najpierw substraty te trzeba poddać obróbce, bo niewiele mikroorganizmów
rozkłada celulozę
Produkcja SCP wykorzystująca różne substraty odpadowe:
- wytłoki z trzciny cukrowej, scieki z papierni, ługi posulfitowe (glukoza, celuloza, pentozan) –
Cellulomonas, Thermomonospora
- obornik kurzy, bydlęcy, świński (mocznik, kwas moczowy, białka, niebiałkowe związki N) –
Pseudomonas fluorescens, Rhodopseudomonas
- odpady z przetwórni mięsa (kolagen, niebiałkowe zw. N) – Bacillus megaterium
(SCP może zostać potem użyte jako dodatki do pasz albo żywności)

49.

Żywe bioreaktory – do czego służą?

Żywe komórki organizmów służące syntezie określonych, wyznaczonych przez nas heterologicznych
białek, np.
- kom. gruczołów mlecznych: myszy, kóz, owiec, królików, krów - bo wydzielanie białek z mleka jest
prosta  duża wydajność
transgeniczne kozy - synteza antytrombiny III -czynnik krzepliwości krwi
- kom. jaj transgenicznych kur - białka terapeutyczne
- kom. transgenicznych roślin
* nowoczesne jadalne immunoszczepionki np. w sałacie
* przeciwciała monoklonalne
- kom. śledziony transgenicznych myszy (XENOMOUSE)
* limfocyty zaw. sekwencje ludzkich immunoglobulin

50.

Aspergillus niger

- fermentacja na szeroka skale
- prod.kw.cytrynowego
- substrat: melasa + skl. Nieorg + kw. glukonowy + żelazicyjanek potasu w odpowiednich ilościach
- proces powierzchniowy i wgłębny
- prod. kw. glukonowego - Substrat: glukoza lub syrop dekstranowy, namok kukurydziany, mocznik,
sole amonowe
- prod. kw. itakonowego - proces wglebny
[akonityn  (deh.itakonowa  kw.itakonowy]
- hydroksylacja ukl. sterydowego progesteronu - przykład regioselektywnej hydroksylacji
- skladnik preparatu lipazy służącego do usunięcia triacylogliceroli z pulpy drewna miękkiego
wytwarzanej metodą mechaniczna
- produkcja pepsynopodobnych proteinaz kwaśnych do hydrolizy białek soi (juz nie koniecznie A.
niger)
- produkcja pektynazy o akt. esterazowej, liazowej (liaza poligalakturonowa i endo poligalakturonowa),
dziala na wiele skł. pektyn
- preparat enzymatyczny z Aspergillus niger dodawany jest do serów z niebieską pleśnią –
przyspieszenie tworzenia kwasów tłuszczowych i δ-laktonów

51.

Wykorzystanie mikroorganizmów in situ

wykorzystywane ze względu na możliwość:
- pozyskiwania dzięki nim pewnych subst.

TWÓJ BIOTECHNOLOG

https://www.facebook.com/twoj.biotechnolog

21

* dzieki ich matabolizmowi - prod. kwasow (bioługowanie)
* dzieki ich właściwościom
- akumulacja zw. na pow. kom (biosorpcja)
- aktywne pobieranie do wnętrza kom (pierwiastków - chelatowanych przez odp. bialka)
- zagęszczanie czegoś przez biomasę
- syntezy przez nie pewnych subst. dla środowiska (biosurfaktanty, bioinsektycydy, enzymy)

Wykorzystanie ze wzg. na mozliwosci:
- adaptacja do środowiska
- odporność na ekstremalne warunki t, p, pH, osmotolerancja
- powszechność, łatwość hodowli, szybki wzrost
- liczne kultury - wykorzystanie objętości biomasy (wydajność procesów)

52.

Zastosowanie specyficznych enzymów w piekarnictwie

Stosuje się mikrobiologicznego pochodzenia proteazy i amylazy dodawane do mąki w celu poprawienia
struktury ciasta („udawanie” drożdży).
- α-amylaza grzybowa – działa na skrobię
- proteazy grzybowe z A.oryzae (endo- i egzoproteazy) powodują powstanie wolnych aminokwasów
intensyfikujących wzrost drożdży, dodatkowo powstaje odpowiedni kolor skórki pieczywa
- preteazy bakteryjne z B.subtilis – specyficzna hydroliza glutenu, spadek lepkości mąki, mniejsze
wiązanie wody, powstaje pieczywo chrupkie.

GLUTEN - substancja białkowa zawierająca 80-90% białka, elastyczna, lepka, plastyczna; występuje w
ziarnach zbóż
Gluten zawiera:
- gliadynę (prolaminy) (40-50%),
- gluteinę(35-40%),
- inne białka(3-5%),
- ponadto: Gln, Glu, Pro, Leu, Ile.
W mące występują płytki białkowe zbudowane z glutenu, pośrodku których znajdują się lipoproteidy
(do 5% masy glutenu). Po uwodnieniu maki  ciasto.

52.

Mikroorganizmy prowadzące fermentacje: mlekową, alkoholową; zastosowanie

53.

Analiza krytycznych punktów kontroli – fingerprint ( to jest jakies bez sensu bo nie wiem

co ma jedno z drugim wspolnego)

54.

Mikroorganizmy w produkcji antybiotyków

55.

Wykorzystanie przemysłowe enzymów z grupy glikozydaz

56.

Bioinsektycydy

57.

Terapia genowa (było chyba ale jakos mało konkretnie)

58.

Bakulowirusy

59.

Właściwości celulozy bakteryjnej

MODYFIKACJE ROŚLIN - TYPY

60.

ODPORNOŚĆ NA HERBICYDY (chemiczne środki ochr. roślin, środki chwastobójcze)

- najpowszechniejsze
- pozwala na stosowanie herbicydu, bez obawy o zniszczenia uprawianej rośliny
- albo zupełnie nowe geny, albo dodatkowe kopie obecnego już w niej genu, odpowiedzial. za
wytwarzanie enzymów rozkładających herbicydy.
- kukurydza, soja, rzepak, tytoń, pomidory.
-firmy biotechnologiczne oferują jednocześnie herbicydy z roślinami modyfikowanymi genetycznie
odpornymi na nie.

61.

ODPORNOŚĆ NA CHOROBY POWODOWANE PRZEZ GRZYBY, WIRUSY, BAKTERIE.

TWÓJ BIOTECHNOLOG

https://www.facebook.com/twoj.biotechnolog

22

- transgen kod. enzymy - hitynaza, glukanaza, które niszczą ścianę komórkową patogennych
mikroorganizów. Inny transgen, koduje osmotynę - białko wiążące się z bł. komórkową powodując jej
zniszczenie.
-odporność na wirusy - wprowadzenie do rośliny genów białek płaszcza (kapsydu) danego wirusa, a
także jego enzymów: replikazy, proteazy. Późniejsza infekcja tym wirusem jest znacznie słabsza lub
skutki choroby pojawiają się z dużym opóźnieniem.
- tytoń odporny na wirusa mozaiki tytoniowej (TMV)

62

. ODPORNOŚĆ NA OWADY - SZKODNIKI.

- gen Bt - z bakterii glebowej Bacillus thuringensis. Gen ten koduje specyficzne białko - Cry - toksyczne
dla owadów.
- białko uzyskuje swoją toksyczność tylko wewnątrz przewodu pokarmowego określonych gatunków
szkodników, nie jest toksyczne dla innych organizmów.
- ziemniak odporny na stonkę, bawełna, kapusta, pomidory, kukurydza.

63.

ODPORNOŚĆ NA NIEKORZYSTNE WARUNKI ŚRODOWISKA.

- mróz (geny flądry arktycznej), wysoką temperaturę, suszę, i zasolenie gleby
- rośliny odporne na zanieczyszczenia środowiska, głównie szkodliwe metale w glebie.

64.

POPRAWA CECH JAKOŚCIOWYCH ORAZ UŻYTKOWYCH ROŚLIN.

- opóźnienie dojrzewania (zwiększenie trwałości) - przez wprowadzenie dodatkowych genów: PG –
kod. poligalakuronazę - ale w pozycji antysensownej.
- uniemożliwiała powstanie tych enzymów (rozkładających ścianę komórkową) - warzywa i owoce
dłużej są świeże.
- zwiększenie zaw. suchej masy przez wzrost syntezy skrobi - pomidory,
- transgeniczny ryż (z genami żonkila) - zwiększona prod. beta-karotenu, prekursora witaminy A
- pszenica o zwiększonej zaw. glutenu - co poprawia cechy mąki z takich ziaren.
- intensywniejsza barwa (nadprodukcja karotenoidów), zmiana tekstury zabarwienia - nowe kolory,
lepszy zapach
- wprowadzenie genów odpow. za prod. białek odżywczych; większej zaw. mikroelementów, usuwanie
substancji alergennych, a także nadające lepszy smak i intensywniejszy aromat – np. kawa, którą też
zmieniono tak, że zawiera do 70 % miej kofeiny
- polskim akcentem jest modyfikowana sałata produkująca szczepionkę na zapalenie wątroby typu B -
opracowana w Instytucie Chemii Bioorganicznej PAN w Poznaniu pod kier. prof. Legockiego - jest to
przykład wykorzystanai rośliny jako bioreaktora. W ten sposób można uzyskiwać także inne białka,
enzymy, antybiotyki.

65.

L-antybiotyki - co to są

66.

Bacillus thuringensis - do czego wykorzystywany

67.

Bioplastiki - co to są i przez jakie bakterie sa wytwarzane

68.

Biokonwersja skrobii - po kolei enzymy jakie biorą udział

69.

Skrobia --> dekstrany - jaki enzym to robi : alfa-amylazy

70.

Co nie idzie z fermentacji alkoholowej - kw. cytrynowy, aceton, kw octowy, prod piwa ?

bioremediacja czego nie wykorzystuje - biosorpcji, bioakumlacji, biostymulacji,...?
które z wymienionych sa metabolitami pośrednimi: siderofory, antybiotyki glikozydowe, cefamycyna,
... , ... ?

71.

Które nie sa ekstremozymami?

72.

co sie stanie gdy odejmiemy biotyne z pożywki?

73.

co stanowi część glikozydową w biosensorze?

74

. Acylaza penicy;inowa co robi?

75.

metoda SCP - do czego

76.

Co jest podstawowym substratem dla starterów w produkcji sera

TWÓJ BIOTECHNOLOG

https://www.facebook.com/twoj.biotechnolog

23

77.

w produkcji czego wykorzystuje się 2 fermentacje alkoholową i bezalkoholową

78.

gdzie używane bakteriocyny produkowane przez bakterie fermentacji mlekowej

79

. do czego używane są pektynazy

80.

dodanie kwasu fenoksyoctowego do pożywki przy produkcji penicyli to przykład

81.

czym są biopestycydy

82.

co to są barwniki/aromaty identyczne z naturalnym

83

. jaka fermentację wykożystujemy przy kiszeniu ogórkow

84

.w środowisku organicznym jaki enzym można wykożystać do przeprowadzenia

transestryfikacji

85.

cefalosporyny-jaki rodzaj antybiotyku i co je produkuje

86

.wykorzystanie pałeczki turyńskiej

87

.co robi hydrolaza nitrylowa, co produkuje

88.

jaki mikroorg wykożystywany przy wydobywaniu ropy naftowej metodą MEOR

89.

na czym polega słodowanie

90

. probiotyki co to są?

91.

bioinsektycydy , które z wymienionych nie są:

-laseczka turyńska
- wirusy roślinne
-bakulowirusy
-..

92

. w jakim procesie wystepuje zarówno proces tlenowy i beztlenowy?

93.

jakie substraty są potrzebne do produkcji octu winnego?

94.

szczepionki rolniczne

95.

dodatek fenylo.... do produkcji penicylin to

- mutageneza
-induktory
-ukierunkowana biosynteza

96.

w procesie MEOR gdy mamy tylko piryt, i mamy bioługować zw miedzi to jakie bakterie tam

sa potrzebne:
-chemolitotrofy
-te które rozkładaja weglowodory.

97.

biosurfaktanty produkują :

-wszystkie rośliny i mikroorganizmy
-...

98.

reuteryna to:

99.

dojrzewanie serów bakterie:

-mezofile
-acydofile
-psyhofile
-...

100.

dekstran rozkłada- Lekuconostoc ...

101.

co można zrobić aby L-GLu nie był chamowany przez : sprzężenie zwrotne i

klastery(operony)

102.

wolna kwaśna -"orleańska".....-metoda ociekowa

103.

antybiotyki aminoglikozydowe tworzą

-promieniowce

104.

ocet winny z czego go można robić, z cukru wina czy alkoholu etylowego