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 12

Wykład 12

Preparaty

Preparaty

enzymatyczne

enzymatyczne

K M P i B

Preparaty enzymatyczne

Preparaty enzymatyczne

Wartość światowa produkcji enzymów – 450 mln $

Enzymy stosowane w przemyśle:
amylazy, proteazy, pektynazy, katalazy, izomerazy, acylazy

penicylinowe

Enzymy stosowane dla celów analitycznych:
oksydaza glukozowa, oksydaza galaktozowa, dehydrogenaza

alkoholowa, heksokinaza, muramidaza, oksydaza
cholesterolowa

Enzymy stosowane w medycynie:
asparaginaza, proteazy, lipazy i streptokinazy

Preparaty enzymatyczne

Preparaty enzymatyczne

K M P i B

Renina – enzym proteolityczny – produkcja serów

Preparaty enzymatyczne -

Preparaty enzymatyczne -

zastosowanie

zastosowanie

K M P i B

Preparaty enzymatyczne

Preparaty enzymatyczne

Źródło

-

tkanki roślinne, zwierzęce, drobnoustroje

Zalety drobnoustrojów

jako producentów enzymów:

- wytwarzają enzymy bardzo szybko, niezależnie od wahań

sezonowych i warunków klimatycznych

- metody produkcji są tanie
- Istnieje możliwość podniesienia wydajności poprzez

- uzyskiwanie mutantów

- konstruowanie szczepów GMM
- modyfikację warunków syntezy

Enzymy – źródła

Enzymy – źródła

drobnoustrojów

drobnoustrojów

-

Gleba

-

Osadniki ścieków

-

Kompostownie

-

Garbarnie (proteazy)

-

Zakłady przerabiające surowce zawierające skrobię
(amylazy)

-

Zbutwiałe drewno, księgozbiory (celulazy)

-

Psujące się owoce (poligalakturonazy)

**************
Doskonalenie szczepów (mutacja i selekcja)
Wzrost wydajności u mutantów do 250 razy w stosunku do

szczepów dzikiego np. α- amylaza Bacillus amylosolvents

Preparaty enzymatyczne -

Preparaty enzymatyczne -

produkcja

produkcja

-

Enzymy zewnątrzkomórkowe

-

Namnażanie biomasy – skala laboratoryjna – kolby

-

Stopniowe zwiększanie objętości – skala przemysłowa -
bioreaktory

-

Oddzielenie biomasy

-

Zagęszczenie płynu pohodowlanego

-

Wytrącanie siarczanem amonu

-

Rozpuszczenie w wodzie

-

Wyłapywanie na żywicy jonowymiennej

-

Przemywanie i eluowanie przy określonym pH i sile
jonowej eluenta

Szczegółowe warunki zależne od szczepu i enzymu

Preparaty enzymatyczne -

Preparaty enzymatyczne -

produkcja

produkcja

K M P i B

Preparaty enzymatyczne -

Preparaty enzymatyczne -

produkcja

produkcja

K M P i B

Preparaty enzymatyczne -

Preparaty enzymatyczne -

produkcja

produkcja

K M P i B

Preparaty enzymatyczne -

Preparaty enzymatyczne -

produkcja

produkcja

-

Enzymy wewnątrzkomórkowe

Namnażanie biomasy i hodowla jak przy enzymach

zewnatrzkomórkowych

-

- dezintegracja komórek

-

- frakcjonowanie homogenatu

-

- wirowanie

-

- precypitacja

-

- oczyszczanie preparatu (jak enzymy

-

zewnątrzkomórkowe)

Warunki izolacji enzymów – temp., pH, inhibitory

proteaz

Preparaty

Preparaty

enzymatycz

enzymatycz

ne -

ne -

produkcja

produkcja

K M P i B

Preparaty enzymatyczne -

Preparaty enzymatyczne -

produkcja

produkcja

-

Oczyszczanie enzymów otrzymywanych dla
celów przemysłowych i analitycznych

-

- stopień oczyszczenia

-

- koszty

-

- wykorzystywanie preparatów kompleksowych w
skali

przemysłowej

Preparaty enzymatyczne -

Preparaty enzymatyczne -

zastosowanie

zastosowanie

K M P i B

Preparaty enzymatyczne -

Preparaty enzymatyczne -

zalety

zalety

Enzymy są pozbawione toksyczności dla organizmu człowieka i

zwierząt (ale alergie)

Enzymy są produktami pochodzenia naturalnego (ważne dla

przemysłu spożywczego

Wykazują dużą swoistość działania i prowadzą zawsze do tych

samych produktów końcowych

Po zakończeniu reakcji można je łatwo usunąć
W optymalnych warunkach działają szybko i można je łatwo

usunąć (nie są balastem, odpadem)

Enzymy pochodzące z różnych źródeł, wytwarzane przez różne

drobnoustroje odznaczają się odmiennymi warunkami
działania przy zachowaniu tej samej swoistości ( w
przemyśle często przeprowadza się reakcje w różnych
warunkach - pH, temp. itp.)

Preparaty enzymatyczne -

Preparaty enzymatyczne -

zastosowanie

zastosowanie

K M P i B

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