Produkty metabolizmu centralnego ulegających w warunkach tlenowych organizmu, który ma na celu

1.Bakterie c.glutamicum dysponują metabolizmu maja cechy szczególne Metabolizm – najkrócej mówiąc jest dekarboksylacji do acetyloCoA i w tej zapewnić komórce niemającej

unikalnym zespołem enzymów

wyróżniające się, jednakże podział

to przemiana materii. Jest To całość formie włączany jest do Cyklu możliwości rozwoju, utrzymanie jej anaplerotycznych, które odgrywają ten jest w dużym stopniu umowny, procesów biochemicznych

Krebsa.

aktywności metabolicznej i staniu kluczową rolę w nadprodukcji lizyny i ponieważ wiele substancji

zachodzących w żywych organizmach W warunkach beztlenowych trioza równowagi z otoczeniem w

kwasu glutaminowego.

wytwarzanych w ramach

warunkujących wzrost i

redukowana jest do subst. 2-

warunkach gdy typowe przemiany Spośród tych enzymów

metabolizmu centralnego jest funkcjonowanie organizmów.

węglowej t.j etanol bądź redukowana metaboliczne są niemożliwe.

najważniejszymi są:

wykorzystywana do produkcji

Przemiany metaboliczne podzielono do kwasu mlekowego i innych

3.Udowodniono również, że efekt a)Karboksylaza pirogronianowa metabolitów wtórnych i niektóre na dwie grupy:

podobnych produktów.

rozregulowania przemianą materii.

b)Karboksykinaza

enzymy klasyczne dla metabolizmu 1.Metabolizm centralny

W war. Beztl. zysk energetyczny 4.Wolna gra ewolucyjna zachodząca fosfenolopirogronianowa

peryferyjnego wykorzystywane są do (pierwotny/pierwszorzędny)Obejmu glikolizy wynosi 2 mole ATP ( w na marginesie ukształtowanych c)Kinaza pirogronianowa

przemian centralnych.

je on przemiany związków, które są wyniku fosforylacji substratu).

procesów życiowych – prowadzi do Enzymy te generują w dużych

Cechami

niezbędne dla funkcjonowania W warunkach tlenowych – 38 moli zmian ewolucyjnych

ilościach dwa ważne metabolity: wyróżniającymi metabolizm

komórki, czyli jej odżywiania, ATP.

uniemożliwiających przetwarzanie szczawiooctanu i pirogronian, które peryferyjny są:

oddychania, wydalania. Metabolizm Szlak HMP

danych gatunkowych.

są węglowymi substratami do

- produkcja na sygnał –

ten funkcjonuje w podobnej postaci Glukoza jest utl. Do glikonianu, który 5.Metabolizm ten koordynuje

syntezy tych aminokwasów.

rozpoczynająca się pod wpływem i zbliżonym zakresie we wszystkich ulega dekarboksylacji do rybulozo-5-przemiany metabolizmu centralnego.

czynników środowiska: wyczerpanie żywych organizmów. Podstawową P. Szlak ten traktowany jest jako Jednakże należy uwzględnić fakt, że 2.Wytworzony pirogronian dostarcza żródla węgla, azotu, fosforu; deficyt cechą metabolizmu centralnego jest równoległy z glikolizą. Zysk to przemiany centralne dostarczają ponadto acetyloCoA, który

tlenu.

jego uniwersalność

energetyczny wynosi 36 moli ATP.

energię niezbędną dla syntezy przyczynia się do generowania ATP w

- Niska specyficzność enzymów 2.Metabolizm peryferyjny

Szlak ten dzięki powstawaniu idiolitów w postaci ATP i NADPH2.

procesie oksydatywnej fosforylacji.

szlaków peryferyjnych (!!),

(drugorzędowy/wtórny)Obejmuje produktów zaw. 4,5,7 atomów węgla Biosynteza idiolitów

Utworzony ATP jest energetycznym

- Funkcjonowanie (uaktywnienie się) on przemiany związków

stanowi wspaniały punkt wyjścia do jest ściśle powiązana z

substratem niezbędnym do syntezy szlaków peryferyjnych w fazie chemicznych, których rola w

syntez komórkowych, a tym samym podstawowymi syntezami

lizyny i glutaminiau. Funkcjonujacym stacjonarnej – niektóre antybiotyki organizmach żywych nie jest w pełni różnorodnych produktów, których komórkowymi poprzez wspólne

w Komorkach cykl pentozowy

szczególnie bakteryjne wytwarzane jasna i przemiany te nie są niezbędne podstawą syntezy są właśnie

metabolity pośrednie (rys 14-4).

dostarcza NADPH w ilościach

są już w fazie wzrostu wykładniczego.

dla życia komórki. Cechą

szkielety węglowe.

Pośredniki te włączone są w szlak wymaganych do nadprodukcji AK.

- Do syntezy idiolitów potrzebna jest charakterystyczną tego metabolizmu Szlak Etnera-Doudoroffa

poliketydowy podobny do przemian obecność prekursora.

jest to, że jest on charakterystyczny Szlak ten ma początek w taki jak w związanych z biosyntezą kwasow 3.Bakterie c. glutami cum dysponują tylko dla wybranej grupy

szlaku HMP, koniec jak w glikolizie.

tłuszczowych (rys 2-2). Starterem prostym systemem kontroli

organizmów. Typowymi produktami Zysk energetyczny jest niewielki, tych reakcji jest acetyloCoA, a enzymów, uczestniczących w

tego metabolizmu są np. antybiotyki.

zaledwie 1 mol NADH i 1 mol wydłużenie łańcucha kwasu

syntezie aminokwasów. Nie

Podstawowymi szlakami

NADPH. (bakterie Pseudomonas, tłuszczowego polega na dołączeniu posiadają one izoenzymów (enzymy funkcjonującymi w ramach

metylotroficzne)

kolejnych cząsteczek malonylo-CoA które katalizują identyczne reakcje, metabolizmu centralnego są:

Reakcje anaplerotyczne (Rysunek z jednoczesnym uwolnieniem CO2.

ale ich aktywność jest regulowana w

- Glikoliza,

str. A)

Następny etapem jest redukcja grupy zróżnicowany sposób) i związanych z Synteza na sygnał – zaczyna

- Szlak heksozo-mono-fosforanowy, R-e te f-nują na pograniczu glikolizy i ketonowej z jednoczesnym

tym dodatkowych mechanizmów

brakować źródła węgla i azotu.

- Cykl Krebsa,

Cyklu Krebsa. Są to głównie reakcje wydzielaniem cząsteczki H2O. Kolejny regulacji.

Opis: prostokąt – metabolizm

- Cykl Embdena-Dougoroffa.

karboksylacji trioz (pirogronianu i P-etap to redukcja podwójnych wiązań.

centralny

W ramach metabolizmu

enolopirogronianu) do

W zależności od

4.Właczenie NH4+ do szkieletu W ramach metabolizmu

peryferyjnego największą rolę szczawiooctanu – najbardziej użytych prekursorów (penicylina), od prekursorów węglowych

peryferyjnego funkcjonują 3 podst.

odgrywa szlak poliketydowy, który reaktywnego komponentu Cyklu stopnia redukcji podwójnych wiązań, aminokwasów (szczawiooctan) może Drogi biosyntezy metabolitów jest zbliżony do szlaku związanego z Krebsa. Dzięki tym reakcjom

włączenia reakcji cyklizacji (na rys.

przebiegać u korynobakterii

wtórnych:

przemianami tłuszczowscow.

wspomagającym wiele procesów tego nie ma) i wprowadzeniu różnych niezależnie od stężenia tych jonów.

Katabolizm – przemiany degradacji biosyntezy zachodzi ze zwiększoną podstawników istnieje szansa Bakterie te posiadają bowiem dwie 1.Szlak poliketydowy - droga zbliżona subst. Odżywczych do mniejszych efektywnością. Sztandarowym

uzyskiwana w ramach tego

drogi aminacji 2-okso-glutaranu: do pierwszych etapów syntezy kw. Tł.

frag. – chodzi o to by zamienić przykładem jest biosynteza kw.

metabolizmu praktycznie nie

a)z udzialem dehydrogenazy

(patrz rys ^)

związki wysokocząsteczkowe

Cytrynowego oraz takich AK jak wyczerpywanej ilości związków glutaminianowej (duża ilość NH4+ w zasobne w energię w związki

asparaginian, glutaminian jak wykazujących różnorodną

podłożu)

2.Biosynteza z wykorzystaniem AK, prostsze. Są to przemiany związane z również produkcja porfiryn.

aktywność.

b)oraz szlak alternatywny z syntezą L-na drodze innej niż wykorzystanie w uwalnianiem energii. Anabolizm –

Najważniejsze produkty powstające Tak ogromna

glutaminianową i syntetazą L-translacji i transkrypcji i polega ona reakcje chemiczne w których nast.

w wyniku f-wania szlaków

różnorodność struktur chemicznych glutaminową (ograniczona ilość na aktywacji aminokwasów przy Tworzenie związkow bardziej

centralnych.

idiolitów wynika z niskiej

NH4+).

udziale ATP i uaktywniona grupa złożonych i reakcje te wymagają (Tabela str. B) – produkty biosyntezy specyficzności substratowej

karboksylowa jest przenoszona na zwykle dostarczenia energii np.

w war. Tlenowych.

enzymów przemian specyficznych.

5.Bakterie te są naturalnymi resztę aminową innego ak. Powstają fotosynteza, chemosynteza,

Produkty biotechnologiczne Różnorodność ta wynika również z auksotrofami biotyno zależnymi. Ta w ten sposób AK. I peptydy

biosynteza białekm lipidów,

metabolizmu peryferyjnego istnienia licznych rozgałęzień szlaku cecha umożliwia sterowanie

o budowie innej niż komponenty kw.nukleinowych oraz

Mikroorganizmy obok metabolitów polipeptydowego oraz z istnienia przepuszczalności osłon

typowych białek komórkowych.

polisacharydów.

niezbędnych dla własnego rozwoju węzłów metabolicznych

komórkowych (?). Deficyt biotyny w Metabolizm centralny

mogą wytwarzać produkty – głównie odpowiedzialnych za kontakt miedzy podłożu powoduje powstanie

3.Biosznteza z wykorzystaniem Cechy szczególne szklaków

nisko cząsteczkowe, które

przemianami centralnymi oraz niepełnosprawnej błony

pięciowęglowych-terpendoidów, metabolizmu centralnego w ramach niespełnianą podstawowych f-i specyficznymi.

cytoplazmatycznej, przepuszczalnej synteza na kondensacji 3 jednostek biotechnologii korzystamy

metabolicznych, wykazują jednak Biosynteza aminokwasu L-lizyny dla kwasu glutaminowego, natomiast acetyloCoA a następnie ich

z pośredników metabolizmu

określone właściwości substancji (rysunek A)

nadmiar blokuje wypływ i syntezę przekształceniu na skutek reakcji centralnego odbywającego się biologicznie czynnych. Produkty Biosynteza L-lizyny

tego aminokwasu, a sprzyja syntezie i redukcji i fosforylacji do

zarówno w warunkach tlenowych metabolizmu peryferyjnego określa jest ściśle związana z metabolizmem transportowi lizyny z Komorek do pirofosforanu izopentylu i

i beztlenowych.

się terminem idiolity, ponieważ centralnym. Związki te (aminokwasy) podloża.

pirofosforanu dimetyloallilu. Szlaki te Schemat glikolizy (EMP)

tworzone są w idiofazie. (rys 2-1) powstają z intermediatów glikolizy 6. Bakterie c.glutamicum nie funkcjonują u promieniowców, Cechą charakterystyczną dla szlaku

- Antybiotyki – leczenie chorób (3-P-glicerynianu, P-posiadają enzymów degradujących grzybów, roślin i zwierząt.

EMP jest podwójne ufosforylowanie infekcyjnych i nowotworowych, enolopirogronianu, pirogronianu), aminokwasy.

Zainteresowanie tymi związkami cząsteczki glukozy i rozbicie przeszczepy, konserwowanie

szlaku pentozo fosforanowego LIZYNA

dotyczy nie tylko farmacji, ale powstałego fruktozo-1,6-difosforanu żywności i pasz.

(rybozo-5-P) i cyklu kwasu

Bakterie c.glutamicum syntezują również realizacji pomyslów do dwóch trioz:

- Probiotyki – stymulowanie

cytrynowego (2-oksoglutaranu, lizynę z asparaginianu, utworzonego produkcji węglowodorow z udziałem

- Pirogronianu,

kiełkowania nasion i plonowania szczawiooctanu).

z szczawiooctanu. Przepływ

mikroorganizmów.

- Fosfoendopirogronianu,

roślin, stymulowanie wzrostu Klasyfikacja AK. Na

metabolitów od asparaginianu do

- Dihydroksyacetonu.

zwierząt.

podstawie związkow wyjściowych lizyny jest kontrolowany tylko w 3

Zarówno metabolizm jak i

Zapewniając warunki beztlenowe

- Toksyny – zwalczanie owadów.

wykorzystanych do ich syntezy miejscach:

peryferyjny podlegają podlegają możemy uzyskać następujące

- Inhibitory enzymów – różnorodna można je podzielić na 6 rodzin 1.Działania kinazy asparginianowej podobnym zasadom regulacji

produkty:

aktywność farmakologiczna

biosyntetycznych:

(hamowanie aktywności enzymu biosyntezy. Najważniejsze z nich to:

·

Etanol,

(nadciśnienie, nowotwory,

-Z szczawiooctanu (asparaginian, przez treoinię z lizyną)

1.represja kataboliczna –

·

CO2,

owrzodzenie żołądka)

asparagina, metionina, treonina, 2.W dystrybucji beta-serianbla ba spowodowana obecnością łatwo

·

Kwas mlekowy,

- Polisacharydy (dekstran, pululan, lizyna, izoleucyna,

(schemat):

dostępnego źrodla węgla i to

·

Kw. Bursztynowy,

ksantyn, alginian) – zastępowanie

- Z pirogronianu (alanina, walina, a)Uczestniczą 2 enzymy (synteza powoduje zahamowanie biosyntezy

·

Propionowy,

osocza krwi, powłoki ochronne leucyna),

dihydrodipokolinianowa i

metabolitów wtórnych. Indukcja

·

Mrówkowy,

produktów spożywczych, środki

- Z rybozo-5-P (histydyna),

(SCHAMEAT)

substratowa – przez efektory

·

Masłowy,

żelujace.

- Z P-enolopirogronianu + erytrozo-4-b)Pierwszy enzym przekształca cos metaboliczne, prekursory.

·

Butanol,

Typowe idiolity:

P (fenyloalanina, tyrozyna,

do lizyny, drugi do homoseryny i 2.Regulacja stężeniem i rodzajem

·

Aceton,

Alkaloidy,Aminokwasy,Antocyjany, tryptofan),

dalej do treoniny, metioniny i l-użytego źródła azotu węgla i fosforu.

·

Izopropanol,

Fenazyny,Flawonoidy,Nitryle,Piperaz

- Z 2-oksoglutaranu (glutaminian, lizyny.

3.Sprzężenie zwrotne (za dużo

·

Wodór,

ynya,Pirydny,Pirole,Polieny,Steroidy, prolina, arginina),

c)Aktywność syntazy nie jest metabolitu – zahamowanie szlaku.

·

Tetracykliny,Polipeptydy

- Z 3-P-glicerynianu (seryna, cysteina, kontrolowana natomiast

Di acetyl,

4.Regulacja innymi

Związki te mogą wykazywać

glicyna).

dehydrogenazy homoserynowej

·

Acetolina,

czynnikami:Obecność wybranych właściwości:

(rysunek B)

hamowana przez treoninę

·

Butandiol.

pierwiastków śladowych (Fe, Mg, Anaboliczne,cytotoksyczne,hemolityc Przemysłowa produkcja L-lizyny Transport AK z komórek do podłoża W warunkach tlenowych

Mn, Zn),dostęp tlenu, temperatura, zne,herbicydowe,immunostymulując Najczęściej wykorzystywana jest 9transport aktywny), regulowany uruchamiany jest cykl Krebsa.

pH.

e,przeciwdrobnoustrojowe,przeciwza metoda biosyntezy z udziałem przez wew. Komorkowe stezeie AK.

Pirogronian uzyskany w ramach palne,przeciwnowotworowe,rakotwó mikroorganizmów ( Corynebacterium Dzikie szczepy!! Nie mogą być szlaku EMP zostaje w wyniku reakcji Produkcja streptomycyny

rcze,pobudzające,uspokajające glutamicum). Na początku była producentami lizyny – nie

dekarboksylacji przekształcony do Streptomyces to

produkowana z wykorzystaniem wytwarzają one w zwiekszonej ilości acetyloCoA i w tej chwili formie grupa promieniowców klasyfikowana O ile produkty

szczepów dzikich. Jednak aktualnie tego AK.i nie wydzielają go do zostaje wlączony do C.K. w ramach jako bakterie z uwagi na typową dla metabolizmu centr. były niemal produkcja lizyny jest przy

podłoża. Dowodem tego jest wysoka którego tworzone są takie substancje bakterii budowę komórki. Wszystkie ideat. u wszystkich organizmów, o wykorzystaniu mutantów, ponieważ aktywność dehydrogenazy

jak:Kwas szczawiooctowy,

szczepy Streptomyces są gram tyle metabolizm peryferyjny jest chcemy by cały węgiel był

homoserynowej, wielokrotnie

Izocytrynian,JabłczanBursztynian.

dodatnie, tlenowe i typowym

charakterystyczny dla określonych przekserowany na produkcję lizyny.

przewyższająca aktywność syntazy Związki te stanowią punkty wyjścia środowiskiem ich bytowania jest grup mikroorg. I np. antybiotyki W szczepach dzikich obserwujemy dihydrodipokilinianowej. Oznacza to do syntezy większości aminokwasow gleba i woda. Morfologia szczepów wytwarzane są głównie przez

brak „nadproduktywności” lizyny i że duże ilości lizyny wytwarzaja tylko (w tym aomatycznych), glicerolu, Streptomyces jest zbliżona do promieniowce Streptomyces, grzyby izoenzymów (odpowiedzialnych za mutanty korynobakterii. W pzmeysle który stanowi podstawę syntezy grzybów strzępkowych.

Penicillium, Aspergillus, Mucor i inne kontrolę i hamowanie produkcji SA stosowane:

tłuszczu.

Strzępki

oraz tylko wybrane gatunki bakterii lizyny).

Mutanty auksotroficzne, które nie Regulując parametry natlenienia w Streptomyces są bardziej delikatne, np. Bacillu.

Do przeprowadzenia produkcji lizyny wykazują aktywności dehydrogenazy hodowli szczepów, u których

cieńsze w porównaniu z strzępkami Charakterystyczne

potrzeba jest ogromna ilość węgla.

homoserynowej. Wymagaja one do dominującym szlakiem jest glikoliza, pleśni. Strzępki mogą mieć długość jest to, że produkty peryferyjne Głównym źródłem węgla są reakcje wzrostu homoseryny lub metioniny i wpływamy w sposób zasadniczy na do kilku metrów i typową jest pojawiają się najczęściej gdy zaczyna anaplerotyczne.

treoniny. (w ilościach

tworzone produkty np. kiedy

fermentacja tych strzępek po brakować źródła węgla, azotu, Szczegółowy schemat produkcji suboptymalnych dla wzrostu

kierujemy mikroorg. na szlaki zakończeniu wzrostu wykładniczego.

fosforu i szczep chcąc zabezpieczyć lizyny -> rysunek C.

komórek)

fermentacyjne bądź na syntezę Genom wielu szczepów Streptomyces swą populację, przeważnie wydziela Bakterie c.glutamicum –

Mutanty regulatorowe –

produktów związanych z obfitym został w ostatnich latach

substancje zabezpieczające przed uwarunkowania do nadprodukcji L-wyeliminowano u nich 9uchylono) wzrostem komórek np. synteza AK.

zsekwencjonowany i posiada on rozwojem innych mikroorganizmów.

lizyny i kwasu L-glutaminowego.

system kontroli kinazy asparginowej formy liniowych chromosomów, w W wielu ośrodkach trwają badania Bakterie te są przemysłowymi Mutanty auksotroficzne-przeciwieństwie do genomu

nad określeniem roli idiolitow w producentami egzogennej L-lizyny regulatorowe

większości bakterii, u których przyrodzie.

(800 tys. ton/rok) i endogennego Biosynteza metabolitów wtórnych genomy przybierają formę kulistą. W

Hipotezy:

kwasu L-glutaminowego (1,2 mln Metabolizm i

genomie Streptomyces znajdują się 1.Ekologiczna – antybiotyki

ton/rok). Posiadają one zespół

peryferyjne używane są powszechnie duże ilości cytozyny i guaniny.

Cykl EMP odpowiada za tworzenie (wyrzucana broń)

korzystnych cech sprzyjających super w opisach fizjologii i możliwościach Znaczenie

fragmentów trój węglowych

2.Inny rodz. przemian

syntezie tych aminokwasów.

biosyntezy produktu w

przemysłowe Streptomyces wynika z charakterystyczny dla danego biotechnologii. Obydwa rodzaje

ich wyjątkowych uzdolnień do grup związków np. węglowodory 6

Substrat: 1M

Mikrobiologiczna synteza

CH OH

produkcji wielu antybiotyków (2/3

polliaromatyczne (trudno ulegajace 2

CH OH

2

C

O

H

5

H

O2

H2O2

C

O

fumaran sodu, pH 7,0- 7,3 temp.

węglowodorów

produkowanych antybiotyków to degradacji). Procesy bioremediacji H

H

C4

1C

H

C=O

OH

H

C

oksydaza

OH

H

37°C, szybkość przepływu przez Dodatki stosowane aktualne do antybiotyki Streptomyces). W kilku dzielimy również na:

HO

3

2

OH

C

C

HO

glukozowa

C

C

kolumnę 0,2 dm3/dm3

paliw. Etanol dodawany jest do K

H

laboratoriach świata prowadzone są

- In situ – dotyczą oczyszczaania w O H

H

OH

a-D-glukopiranoza

wypełnienia/h. Wydajność procesu benzyn – nie dostarcza tyle energii na badania by wykorzystać szczepy miejscu wystąpienia zanieczyszczenia Enzyd-m je

D-glukonolakt st

on

częściowo

70%. Aktywatorem procesu są

jednostkę objętości co gazolina i Streptomyces do produkcji

- Ex situ – stosowane są wówczas gdy wewnątrz-, a częściowo

związki powierzchniowo czynne powoduje korozję i jest

rekombinowanych białek ludzkich.

oczyszczanie gruntu czy wód na pozakomórkowy. Jest to enzym (ostatnio biosurfaktanty)

higroskopijny. Następny taki dodatek Dotychczas te badania prowadzono skutek wysokiej toksyczności indukcyjny – induktorem jego zwiększające przepuszczalność błony to są estry kwasów tłuszczowych głównie ze szczepami E. coli (dobry zanieczyszczeń i możliwości

biosyntezy jest glukoza. Intensywnej dodawane do diesela. Mają

biorca obcego DNA). Jednakże rozprzestrzenienia się

biosyntezie sprzyja pH 6,0-6,5 i silne CH COOH

H O

2

HO CH COOH

niekorzystną charakterystykę okazuje się, że w E. coli bialka ulegają zanieczyszczenia nie jest możliwe.

natlenienie podłoża hodowlanego.

HOOC HC

CH2 COOH

hydrataza

w niskich temperaturach – powoduje nieprawidłowej glikozylacji i również Zanieczyszczony grunt musi być jak Zastosowanie oksydazy

fumaran

fumaranowa

kwas jabkowy

komórkowej.

wysoką emisję tlenków azotu i białka nieprawidłowo się zmieniają i najszybciej usunięty z tego miejsca glukozowej:

Produktem ubocznym jest

ulegają szybciej utlenieniu od prowadzi to do powstania

i oczyszczanie prowadzone jest w 1.do produkcji glukonianów:

kwas bursztynowy:

węglowodorów. Mają dobrą smar nieczynnych, niefunkcjonalnych miejscu do tego przeznaczonym,

- Glukonian sodowy – środek

owalność, niską emisję dwutlenku produktów. Okazuje się, że szczepy bezpiecznym.

alkalizujący (np. myjnie butelek, itp.), FADH

FAD

2

węgla, ale zawierają związki CH COOH

CH COOH

Streptomyces równie chętnie Technologia bioremediacji nie jest

- Glukonian wapniowy – lek (w 2

HOOC HC

CH COOH

2

aromatyczne (wśród niech

przyjmują obce DNA, wykazuja procesem, który można zastosować terapii wapniowe).

dehydrogenaza

kwas bursztynowy

fumaran

bursztynianowa

kancerogenne).

zdolność do sekrecji prawidłowo zawsze i wszędzie. Dotyczy

1.Przemysł spożywczy, analityka C8-C35 izoprenoidy, alkany

zwiniętych białek i stanowią określonego typu zanieczyszczeń, biochemiczna, biosensory,

Mikrobiologiczna

rozgałęzione, alkeny, cykloalkany i atrakcyjną alternatywę dla E.coli i B.

występujących w danym zakresie diagnostyka laboratoryjna.

biosynteza biosulfaktanty węglowodory gazowe (nie metan) –

subtilis. Ta właściwość stężeń, pewne ograniczenie stanowią Wytwarzanie

Bisulfaktanty wytwarzane

tego szukamy.

wykorzystywana jest do opracowania rownież warunki klimatyczne i Podłoże hodowlane:

są przez wiele grup

Badania skamielin z przed 3mln lat technologii produkcji tzw.

geograficzne.

·

glukoza (stężenie >

mikroorganizmów: bakterie, grzyby, wskazują, że w miejscach

antybiotyków hybrydowych.

BIOTRANSFORMACJA

150g/dm3),

rośliny (saponiny), organizmy wyższe występowania ropy naftowej

Szczep + obce DNA

Transformacja – przekształcenie,

·

namok kukurydziany,

(kwasy żółciowe, składniki śliny).

współbytowały bakterie i algi, co

-> Produkcja nowego antybiotyku przeobrażenie.

·

PO43-,

Związki te wytwarzane są dla potrzeb wskazywało na ich udział w

Streptomycyna została wykryta w Biotransformacja to jednoetapowe

·

NH4+,

komórek ułatwiając im przyswajanie powstawaniu ropy naftowej.

1943 r., czyli po uruchomieniu (rzadziej dwuetapowe)

·

Mg2+,

hydrofobowych substatów

Pierwsze wzmianki dotyczące

produkcji penicyliny i wykrył ją Albert przekształcenie chemiczne

·

CaCO3 lub NaOH

(węglowodory, oleje, tłuszcze) oraz wytwarzania czy gromadzenia

Schatz. Proces biosyntezy

egzogennych związków organicznych dozowany do pH 6,0.

stworzenie siedliska rozwoju węglowodorów przez

Streptomycyna i charakterystyczne w strukturalnie im podobne produkty Temp. 30°C, hodowla wgłębna, tlen populacji (biofilm).

mikroorganizmy dot. Lat 60, jednakże elementy.

dokonywane przez żywą komórkę.

w podłożu około 80% nasycenia, 24

Podstawowy podział

główne badania z tego zakresu Glukoza w podłożu,

Powstający produkt w

godziny. 14°C - woda głębinowa do biosulfaktantów:

rozpoczęto od 2005 roku.

uruchomiają się 3 szlaki

biotransformacji może być szkodliwy schłodzenia po procesie

a)związki niskocząsteczkowe –

Węglowodory mogą pełnić

metaboliczne. Wytwarzany jest dla komórki np. produkty

Wyodrębnianie produktu

redukują napięcie powierzchniowe przeróżne funkcje biologiczne: inositol -> pośredniki (nie trzeba biotransformacji steroidów.

na granicy faz woda-olej i są słabymi 1.przechowywanie energii (związki umieć) -> streptydyno-6P. Drugi szlak Biotransformacja nie jest celem emulgatorami

inertne biologicznie), ochrona

-> DTP-L-dihytostreptosa.

działania komórki; zachodzi ona b)związki wysokocząsteczkowe – w komórki przed czynnikami

Streptomycyna –

często jako proces niezależny od jej niewielkim stopniu redukują napiecie zewnętrznymi, rola w adhezji pierwszy antybiotyk aktywny w funkcji życiowych. Biotechnolog powierzchniowe, są natomiast komórek – tworzenie aglomeratów stosunku do prątków gruźlicy.

wykorzystuje naturalny aparat dobrymi emulgatorami

2.węglowodory związane z

- Podłoże do produkcji –

enzymatyczny komórki, podstawia jej Typowa budowa cząsteczki

membrana cytoplazmatyczna chronią streptomycyna (łatwiej i trudniej pewne związki organiczne i oczekuje, biosulfaktantu. Cząsteczka

spory grzybni

przyswajalne źrodło węgla i azotu) –

że zostaną one przekształcone biosulfaktantu składa się z główki 3.alkany wydzielane poza komórkę glukoza i skrobia

zgodnie z jego przewidywaniami.

Bacillus przetrwalnikuje i jest hydrofilowej i hydrofobowego przez szczepy Clostridium uczestniczą

- Doprowadzamy grzybnię do…

Biotransformacja jest

obślizgły – najlepiej oddzielić go ogonka. Główka jest rozpuszczalna w w tworzeniu kapsuł, chroniących Podst. Surowcami

procesem (reakcją) wysoce

wirowaniem. Jest to długi proces wodzie, część hudrofobowa nie jest komórkę przed wydzielanymi przez do produkcji streptomycyny są np.

specyficzną pod względem: kierunku, w zależności od produktu – glukonian rozpuszczalna. Za część hydrofilową nie fazami.

Glukoza + skrobia oraz azotan i swoistości substratowej oraz wapniowy lub sodowy;

odpowiadają grupy cukrowe,

4.Węglowodory wydzielane przez amoniak. (ograniczona ilość

stereospecyficzności.

- gdy zostaje ciecz (krystalizacja, dla karboksylowe, hydroksylowe. Za szczepy Pseudomonas odpowiadają fosforanów!! – nadmiar blokuje Stereospecyficzność. Wiele cieczy ph=7),

zcęść hydrofobową stanowi część za adhezję komórek do szkła i syntezę antybiotyku)

enzymów rozróżnia izomery

- gdy zostaje biomasa (co z nią? 3%

węglowodorowa kwasów

tworzenie agregatów

Geny –czynnik A ->

i wykazuje aktywność katalityczną bacillusa + kazeina -> do pasz; dla tłuszczowych.(schemat) Rammolipid 5.Lotne izotreny pełnia rolę metabolizm szczepu

wyłącznie w stosunku do jednej z odmiany gluconobacter jest

niskocząsteczkowy ( Pseudomonas) czynników odstraszających

Szczepy

odmian izomerycznych związku lub oddzielna technologia francuska) najlepiej znany i wykorzystywany.

drapieżniki glebowe

Streptomyces są wykorzystywane na też tworzy jedynie jedną z nich, np.

Z biomasy izolujemy enzym.

Substancja hydrofobowa

6.Chronią przed rozwojem

skalę przemysłową do produkcji cis lub trans, α- lub β-, D- lub L-, itp.

Następnie go zatężamy (ultrafiltracja) np. olej mineralny w obecności konkurencyjnej mikroflory

innych antybiotykow

Klasycznym przykładem jest

i suszymy (suszenie rozpyłowe) biosulfaktantu zostaje sukcesywnie 7.Substancje izotrenowe mogą (chlorotetracyklina, chloramfenikol, dehydrogenaza bursztynianowa, Kwas asparaginowy

emulgowana do mikrokropli o

stymulować wzrost roślin i mogą neomycyna, kanamycyna). Przy która przekształca bursztynian do Kwas asparaginowy znalazł

wymiarach takich, że może być chronić przed atakiem grzybów użyciu tych szczepow produkowane fumaranu Można uznać, że w wielu zastosowanie w lecznictwie lub wchłonięta do komórki

8.Izotrenoidy odgrywają dużą rolę w są również fungicydy, insektycydy i przypadkach „komórka nawet nie przemyśle spożywczym.

mikroorganizmu i tam nastąpi komunikacji bakterii, ze względu na herbicydy. Trwają intensywnie zdaje sobie sprawy z tego, że zostaje Wykorzystuje się reakcję

asymilacja węglowodorów.

dużą lotność tych związków, służą badania do ich wykorzystania w oszukana i wykorzystana do

transformacji kwasu fumarowego do Emulgowanie do

jako nośniki informacji

walce z nowotworami i wirusami.

przekształcenia podsuniętego jej kwasu asparaginowego katalizowaną wytworzenia makrokropli i wówczas Jakie mikroorganizmy brane są pod Bioremediacja – jest to technologia związku organicznego”.

prze amoniakoliazę asparaginianową mikroorganizmy zdolne do degradacji uwagę opracowania technologii usuwania zanieczyszczeń z gleby i (aspartazę – EC 4.3.1.1.). Enzym ten weglowodorów i wytwarzające

biosyntezy węglowodorów:

zasobów wodnych za pomocą

Przykładem może być

jest mało stabilny, wrażliwy na wiele biosulfaktanty związane z

Cyjanobakterie

żywych mikroorganizmów w celu reakcja kondensacji. Podstawia się czynników pozakomórkowych.

powierzchnią komórki mogą

Beztlenowe bakterie fototropiczne degradacji lub przynajmniej

komórce egzogenny związek a

Dlatego w praktyce stosuje się dwa zasiedlać krople substancji

Gram- bakterie redukujące siarczany transformacji rożnego rodzaju komórka nieświadomie kondensuje różne typy procesu

hydrofobowych. Po wyczerpaniu Gram- względne beztlenowce

zanieczyszczeń w formy mniej go z naturalnym metabolitem

technologicznego: z

przyswajalnych przez nich

Gram+ bakterie beztlenowe

szkodliwe. W bioremediacji

występującym w komórce np.

immobilizowanymi komórkami lub składników szybko odlączają się od Gram+ bakterie tlenowe

wykorzystuje się naturalne zdolności acetylo~SCoA. Tym egzogennym immobilizowanym enzymem

makrokropli, która zostaje nastepnie Drożdże

mikroorganizmów do rozkładu

substratem może być np. anilina: zasiedlona przez inna grupę

grzyby strzępkowe

związków toksycznych.

Progesteron -

CH COOH

NH3

H

CH COOH

2N

mikroorganizmów.

Jakie grupy węglowodorów:

Najczęstsze zanieczyszczenia Progesteron jest syntetycznie HOOC HC

CH COOH

2

Zalety biosulfaktantow w

alkany (C11-C35)

usuwane z wykorzystaniem

otrzymywanym naturalnym

aspartaza

kwas asparaginowy

fumaran

porównaniu do związkow sztucznymi estry metylow (heksa-, hepta, penta mikroorganizmów to:

hormonem ciałka żółtego jajnika. W

Typ I technologii.

powierzchniowo czynnymi

izoprenoidy (Tristan, fitan, skwalan,

- związki ropopochodne zarówno lecznictwie progesteron stosowany Wykorzystuje się E.coli - szczep 1.biodegradowalność - po spełnieniu skwalene

alifatyczne, cykliczne, aromatyczne jest zapobiegawczo przy ryzyku specjalnie wyizolowany i

swojej funkcji substancje te są latwo Warunki determinujące syntezę jak i poliaromatyczne.

poronienia, niewydolności ciałka udoskonalony na drodze mutacji przyswajalne dla różnych

węglowodorów:

- Pestycydy – szczególnie te żółtego, zatruciu ciążowym,

genetycznej o zwiększonej

organizmów,

- obecność w podłożu związku produkowane w latach 1950-1970 r., zaburzeniach miesiączkowania.

produktywności aspartazy. Komórki 2.niska toksyczność, co pozwala na kierunkującego na biosytnteze, które zalegają do dziś w gruntach.

Biotransformacje są odwracalne –

immobilizuje się na poliakryloamidzie ich stosowanie w kosmetyce,

glicerol, propanol, octan, kwas

- Fenole (oczyszczanie wody pitnej) metody i sposób prowadzenia reakcji lub wg nowszego patentu na

farmacji i przemysle spozywczym glutaminowy izoleucyna i walina

- Dioksyny – powst. podczas spalania wpływa na jej kierunek. np. Oksydaza karaginianie aktywowanym

3.wysoka specyficzność – są to

- zalecana jest limitacja źródła azotu rożnego rodz. materiału

glukozowa (enzym) – technologia aldehydem glutarowym i

związki kompleksowe zawierajace

- ograniczenie dostępu światła biologicznego np. drewna, kości heksametylenodiaminą [podobne określone grupy funkcyjne,

(fotobakterie) i tlenu (bakterie

- Chlorowcopochodne –

Glukonolakton rzadko jest

prace z subtilizyną autorstwa charakteryyzujące się dużą

względnie beztlenowe i drożdże) węglowodorów aromatycznych

wykorzystywany, częściej jego Trzmiela z 1991].

specyficznością w stosunku do Ważnym problemem uznaje się, że (bifenyle)

pochodne mają szerokie

B i o p r o c e s :

określonych grup związków,

nie możliwe jest opracowanie Dwie ostatnie grupy to związki zastosowanie jak np.

bioreaktor sekcyjny w kształcie Mimo, że biosynteza tych

wydajnej technologii produkcji najbardziej toksyczne. Dbamy o to by glukoniansodowy lub glukonian kolumny wypełniony nośnikiem ziązków nie wymaga stosowania węglowodorów w oparciu o ich było ich jak najmniej w środowisku.

wapnia. Jak otrzymywać glukonian z immobilizowanymi komórkami kosztownych substratów i jest mikrobiologiczną syntezę. Trwają Bioremediacja jest

wapnia -> biotransformacja !! (enz.

E.coli przemywa się przez 48 godzin stosunkowo tania to biosulfaktanty natomiast intensywne zadania nad procesem podpatrzonym: Rodzaje: Przekształcenie glukozy w

1M wodnym roztworem substratu o mimo swych zalet nie wyparły jeszcze znalezieniem genów

- Naturalna (podstawowa) –

glukonolakton) – Acetobacter, pH8,5 (powolna częściowa liza powszechnie stosowanych

odpowiedzialnych za tą syntezę, a wykorzystuje naturalne zdolności glukonobacter, Pseudomonas komórek) i temp. 27°C. pH8,5 sprzyja sulfaktantów syntetycznych.

następnie możliwe będzie

ekosystemu do degradacji substancji Jest to enzym wewnątrzkomorkowy powolnej częściowej lizie komórek, skonstruowanie szczepów

toksycznych, trwa długo kilka u grzybów, ewentualnie związany z co zwiększa przepuszczalność błony Uwarunkowania

prawdopodobnie bakterii, których kilkadziesiąt lat.

membraną, u Pseudomonas jest to komórkowej. Substrat dostaje się do mikrobiologicznej syntezy będą intensywnie wydzielały

- Inżynieryjna – wspomagana przez enzym zewnątrzkomórkowy. Jest to wnętrza komórki, gdzie zostaje biosulfaktantów

określone grupy węglowodorów.

człowieka

enzym indukcyjny, czyli w podłożu transformowany i następnie

1.obecność podłożu hydrofobowego Rokuje się również, że jako pierwsze

+Biostymulacja – polega na

musi być glukoza, ponieważ:

wydzielany na zewnątrz.

substratu

opracowana będzie technologia stworzeniu warunków sprzyjających

·

do indukcji enzymu

Aktywatorem reakcji są jony Mg2+.

2.limitacja łatwo przyswajalnych produkcji węglowodorów, które rozwojowi mikroflory naturalnej,

·

jest źródłem energii i węgla Typ II technologii.

źródeł węgla przede wszystkim zastąpią olej diesela, nieco dłużej która zaangażowana zostaniew

·

potrzebny jest do tej reakcji Wykorzystuje się immobilizowany glukozy

trwać będzie opracowanie

rozkład zanieczyszczeń; zapewnienie Zatem dobranie ilości glukozy jest enzymu. Operacyjny okres

3.zróżnicowane wymagania odnośnie technologii syntezy węglowodorów odpowiedniej wilgotności, dostępu bardzo istotne (ok. 300 g/dm3, pH

połowicznego zaniku aktywności źródła azotu, w części prac poleca się wchodzących w skład gazolin

tlenu, substancji biogennych (źródło 6,0-6,5, ilość tlenu w podłożu zależy immobilizowanego enzymu wynosi 2

obecność w podłożu jonów

(benzyn). Znanych jest kilka grup azotu, fosforu), podregulowanie pH i od rpm i vvm (napowietrzania i lata. Ogólny schemat technologiczny azotanowych. Generalnie uznaje się, biosyntezy węglowodorów

ewentualnie zmiany temperatury.

mieszania)).

procesu jak w typie I.

że pula związków azotowych

(biosyntezy n-alkanów) i do najlepiej

+Bioaugmentacja – obejmuje zabiegi Przykłady biotransformacji powinna być ograniczona

znanych należy:

biostymulacji jak również inokulację Oksydaza glukozowa -

Kwas jabłkowy

4.w syntezie biosulfaktantów sprzyja 1.droga elongacji - patrz synteza zanieczyszczonego miejsca

Biotransformacja glukozy do Wykorzystuje się bądź

wysokie natlenienie

kwasów tłuszczowych

wyselekcjonowaną mikroflorą, glukonolaktonu

enzym - z cyklu Krebsa - hydratazę Biosulfaktanty w zależności od 2.szlak nazywany head-to-head aktywną w stosunku do

Szczepy Aspergillus,

fumaranową (EC 4.2.1.2) lub też funkcji jakie mają pełnić

(schemat)

zanieczyszczeń. Te kultury

Penicillium, Acetobacter, komórki Brevibacterium

produkowane są bądź w fazie

starterowe określa się terminem Gluconobacter oraz Pseudomonas ammoniogenes albo B.flavum.

intensywnego wzrostu bądź w fazie biopreparaty są to zwykle mieszaniny wytwarzają oksydazę glukozową (EC

Komórki bakterii immobilizuje się na stacjonarnej. Zawsze ich biosynteza kultur trzech – sześciu rodzajów 1.1.3.4). Enzym ten katalizuje żelu poliakrylo-amidowym.

uzależniona jest ściśle od warunków bakterii wyselekcjonowanych w utlenienie D-glukozy do δ-D-hodowli.

laboratoriach pod kątem określonych glukonolaktonu.