тантные организмы: ауксотрофные и регуляторные мутанты. Ауксотрофные
мутанты – это организмы, утратившие способность к синтезу одной или
Нескольких аминокислот.
Среди продуцентов аминокислот – различные микроорганизмы,
Представители родов Corynebacterium, Brevibacterium, Bacillus,
Aerobacter, Microbacterium, Eschirichia. Используемые в промышленно-
сти микроорганизмы можно подразделить на несколько классов: дикие
Штаммы, ауксотрофные мутанты, регуляторные мутанты и ауксотроф-
Ные регуляторные мутанты. Промышленные штаммы, как правило, не-
Сут несколько мутаций, затрагивающих механизмы регуляции целевой
Аминокислоты и ее предшественников.
Для получения таких аминокислот, как L-глутамата, L-валина, L-
Аланина, L-глутамина и L-пролина возможно применение природных
Штаммов и усиление у них продукции аминокислот условиями фермента-
ции. Например, высокий, до 30 г/л, выход глутамата возможен при пол-
Ном или частичном подавлении активности a-кетоглутаратдегидрогеназы,
Добавках в среду ПАВ и антибиотиков (пенициллина, цефалоспорина) для
Увеличения проницаемости клеточных мембран для глутамата. Синтез L-
Глутамата можно переключить на образование L-глутамина или L-
Пролина, изменяя условия ферментации. При повышении концентрации
Ионов аммония и биотина в среде стимулируется образование L-пролина;
Слабо кислая среда и ионы цинка при избытке аммония усиливают синтез
L-глутамина.
Ауксотрофные мутанты используют в тех случаях, когда необходимо
Синтезировать аминокислоты, являющиеся конечными продуктами раз-
Ветвленных цепей метаболических реакций аминокислот. Например, для
Получения L-лизина, L-треонина, L-метионина или L-изолейцина, для ко-
Торых общим предшественником является L-аспартат, применяют мутан-
Ты, ауксотрофные по гомосерину или треонину и гомосерину. Ауксо-
Трофные мутанты не способны образовывать ингибиторы соответствую-
Щего метаболического пути, работающие по принципу отрицательной
Обратной связи из-за отсутствия определенной ключевой ферментативной
Реакции. Поэтому при выращивании такого штамма в среде с минималь-
Ной концентрацией необходимого ингредиента (аминокислоты) они спо-
Собны на суперпродукцию аминокислоты-предшественника. Ауксотроф-
Ные мутанты, способные накапливать конечные продукты неразветвлен-
Ных цепей биосинтеза, например L-аргинина, невозможны. В данной си-
Туации приходится получать мутанты с частично нарушенной регуляцией
Биосинтеза, так как это позволяет повысить выход целевого продукта.
Такие организмы являются регуляторными мутантами.
Регуляторные мутанты отбирают по устойчивости к аналогам амино-
Кислот либо среди ревертантов ауксотрофов. Аналоги аминокислот вы-
Ступают в роли искусственных ингибиторов ферментов, работающих по
Принципу обратной связи, одновременно обеспечивая биосинтез требуе-
Мых аминокислот и подавляя процесс их включения в белки. Так, серусо-
Держащий аналог лизина S-(2-аминоэтил)-L-цистеин является у
Brevibacterium flavum ложным и действует ингибитором аспартаткиназы
По принципу обратной связи. Поэтому устойчивые к его действию мутан-
ты, у которых выход лизина достигает 33 г/л, синтезируют фермент, в 100
Раз менее чувствительный к ингибированию по механизму обратной свя-
Зи, по сравнению с исходным штаммом. Регуляторные мутанты получают
Путем трансдукции, проводя при этом отбор сначала отдельных мутаций,
Вызывающих полное рассогласование механизмов регуляции, а затем объ-
Единяя данные признаки путем ко-трансдукции. В результате этого, у од-
Ного штамма можно последовательно закрепить устойчивость к несколь-
Ким аналогам.
В последние годы для получения новых эффективных штаммов-
