Продуцентов аминокислот стали применять новейшие методы биотехно-

Логии. Методы генетической инженерии позволяют повышать количество

Генов биосинтеза путем их клонирования на плазмидах. Это приводит к

Увеличению количества ферментов, ответственных за синтез аминокислот,

Следовательно, повышает выход целевого продукта. Клонирование генов

Системы синтеза аминокислот в клетки микроорганизмов с иным, по срав-

Нению с донорским организмом, типом питания позволяет расширять

Сырьевую базу и заменять дорогостоящие сахаросодержащие субстраты

Более дешевыми.

Производственные биотехнологические процессы получения амино-

Кислот реализуются в условиях глубинной аэробной периодической фер-

Ментации. Скорость синтеза аминокислот не совпадает во времени со ско-

ростью роста производственной культуры (рис. 2.1).

Максимальная продукция аминокислоты наступает, как правило, когда

Прирост биомассы практически прекращается. Поэтому питательная среда

На первом этапе ферментации должна обеспечивать сбалансированный

рост клеток; а на втором – условия для сверхсинтеза целевой аминокисло-

Ты. В качестве источника углерода и энергии используют богатые сахаро-

Содержащие субстраты, главным образом, мелассу. Возможно также при-

Влечение более доступных субстратов (ацетат, сульфитный щелок, угле-

Водороды). В зависимости от таксономического положения и физиологи-

Ческих потребностей микроорганизмов в качестве источника азота ис-

Пользуют соли аммония, нитраты, а также аминокислоты и молекулярный

Азот. В состав среды вносят необходимые количества углерода и азота,

Фосфатов и других солей, а также стимуляторы роста (витамины, дрожже-

Вой экстракт), ПАВ, антибиотики. Периодический режим ферментации и

Богатая по составу среда требуют соблюдения строгой стерильности в

Ходе получения инокулята и на ферментационной стадии. Стерилизации

Подвергаются питательная среда, воздух и все технологическое оборудо-

Вание. После стадии ферментации в процессе обработки культуральной

Жидкости клетки отделяют от раствора, который далее подвергают очист-

Ке от окрашенных примесей и взвешенных частиц с помощью сорбцион-

Ных методов. Далее процесс проводится с использованием различных ме-

Тодов выделения и очистки в зависимости от сферы применения конечно-

Го продукта. Для фармакологии и пищевой промышленности аминокисло-

Ты выпускают в виде высушенных чистых кристаллических препаратов;

для кормовых и технических целей – используют стабилизированную и

Сконцентрированную культуральную жидкость.

Технология получения глутаминовой кислоты

L-глутаминовая кислота (α-аминоглутаровая) – первая аминокисло-

та, полученная на основе промышленного микробиологического синтеза:

НООС – СН2 – СН2 – NH2СН – СООН

Глутаминовая кислота является важнейшей аминокислотой раститель-

Ных и животных белков, не будучи незаменимой. Синтез глутаминовой

0 20 40 60

глюкоза, % кислота, мг/мл

Время, часы

Рис. 2.1. Основные показатели культуры Corynebacterium glutamaticum

При синтезе глутаминовой кислоты (по А. М. Безбородову, 1989).

1 – глюкоза, 2 – кетоглутаровая кислота, 3 – биомасса, 4 – глутаминовая кислота.

кислоты происходит в цикле трикарбоновых кислот (рис. 2.2) в результате

Ферментативного восстановительного аминирования 2-кетоглутаровой

кислоты НАДФ-зависимой глутаматдегидрогеназой:

НООС – СН2 – СН2 – СО – СООН + НАД(Ф)Н2 + NН3 →

→ НООС – СН2 – СН2 – NН2СН – СООН + НАД(Ф).

Кетоглутаровая кислота образуется в свою очередь из изолимонной ки-

Слоты под воздействием изоцитратдегидрогеназы. Необходимый для син-

Теза глутаминовой кислоты НАД(Ф)Н постоянно регенерируется в про-

Цессе окисления изолимонной кислоты в 2-кетоглутаровую.

Возможность получения глутаминовой кислоты из углеводов на основе

Микроорганизмов впервые была продемонстрирована в 1957 г. японскими