Опишите стратегию коммерческого производства малых биологических молекул на примере синтеза L- аскорбиновой кислоты клетками Erwinia

В настоящее время для крупномасштабного про­изводства L-аскорбиновой кислоты (витамина С) используют весьма трудоемкий процесс, включа­ющий одну микробиологическую стадию и не­сколько химических; исходным субстратом для него является D-глюкоза. На послед­нем этапе этого процесса 2-кето-L-гулоновая ки­слота (2-KLG) превращается в кислых условиях в L-аскорбиновую кислоту.

В принципе можно культивировать каждый из микроорганизмов в отдельных последователь­но расположенных ферментерах, однако такой процесс трудно будет сделать непрерывным, если для роста микроорга­низмов необходимы существенно разные среды. Поэтому наилучшим выходом из этой ситуации было бы создание одного микроорганизма, синтезирую­щего все ферменты, необходимые для превраще­ния глюкозы в 2-KLG.

Erwinia herbicola осущест­вляет превращение D-глюкозы в 2,5-DKG в несколько стадий, катализируемых разными ферментами, в то время как Cotynebacterium sp. для превращения 2,5-DKG в 2-KLG необходима только одна стадия.

Следовательно, наиболее простой способ создания одного микроорганиз­ма, способного превращать D-глюкозу в 2-KLG, состоит в выделении гена 2,5-ОКС-редуктазы Corynebacterium sp. и введении его в Erwinia her­bicola

После получения такие трансформированные клетки Erwinia актив­но превращали D-глюкозу непосредственно в 2-KLG, при этом собственные ферменты Erwinia, локализованные во внутренней мембране бакте­риальной клетки, преобразовывали глюкозу в 2,5-DKG, а 2,5-DKG-редуктаза, локализован­ная в цитоплазме, катализировала превращение 2,5-DKG в 2-KLG.