Применение мутантов с блокированным синтезом определенных ферментов

Этот метод аналогичен предыдущему, только вместо ингиби­торов в этом случае применяют генетические методы — получе­ние мутантов с блокированным синтезом определенных фермен­тов. Так, из штамма Candida cloaceae, окисляющего парафины, был получен мутант М-1, не способный далее ассимилировать дикарбоновые кислоты, и накапливающий при использовании гексадекана до 22 г/л тетра-декандикарбоновой кислоты. Затем был получен штамм MR-12,вообще не способный расти на средах с н-алканами и нуждающийся в других субстратах (ацетат). Отмытые клетки этого штамма накапливают около 4,3 г/л тетрадекановой кис­лоты из чистого гексадекана, а при росте на среде гексадекана с ацетатом — до 61 г/л. В данном случае путем получения мутанта удалось вы­членить функцию начального этапа катаболизма н-алканов (не более трех ферментов) и использовать их активность для окисления этих углеводородов в дикарбоновые кислоты.

Конструирование штаммов с повышенной способностью к трансформации

Изучение нехромосомных элементов наследственности, конт­ролирующих катаболизм у микроорганизмов многих органиче­ских веществ («плазмиды биодеградации»), навело на мысль об использовании их для создания «улучшенных» штаммов, транс­формирующих органические соединения. Принципиальная воз­можность этого подхода показана на примере окисле­ния нафталина в салициловую кислоту.

Процесс получения салициловой кислоты из нафталина с помощью бактерий рода Pseudomonas был описан достаточно давно. Недостатком исходных штаммов было то, что салициловая кислота после крат­ковременного накопления в среде потребляется культурой в каче­стве источника углерода, что значительно снижает производительность про­цесса. Штамм Ps. putida 41, полученный методом конъюгации в результате переноса плазмиды NPL-1, контролирующей первич­ный этап окисления нафталина до салициловой кислоты, от донорного штамма Ps. puti­da 12А к реципиенту Ps. putida 4, не обладающему способностью окислять нафталин до салициловой кислоты, накапливал салици­ловую кислоту без ее дальнейшего потребления и отличался от донорного штамма значительно более высокой производительно­стью. В присутствии анионообменной смолы Амберлит IR-45, связывающей образующийся салицилат, в ферментационной среде выход продукта, равный 90 %, достигал­ся за 10 ч ферментации.