Вопрос 5 Билогияотехн

Какие условия необходимы для проведения технологического этапа биосинтеза аскор­биновой кислоты?

Какие микроорганизмы осуществляют эту реакцию?

Получение субстанции аскорбиновой кислоты является многостадийным процессом, в котором сочетаются методы органического и биологического синтеза.

Какой предшественник аскорбиновой кислоты получают с использованием биотехно логии и каково значение этого для всего процесса в целом?

Ответ

В настоящее время для крупномасштабного производства L-аскорбиновой кислоты (ви­тамина С) используют преимущественно трудоемкий процесс, включающий одну микро­биологическую стадию и несколько химических. Исходным субстратом для него является D-глюкоза.

На последнем этапе этого процесса 2-кето-Ь-гулоновая кислота (2-KLG) превращается в кислых условиях в L-аскорбиновую кислоту.

Биохимические исследования метеболизма различных микроорганизмов показали, что 2-KLG можно получить, включая совместное культивирование микроорганизмов Согупе-bacterium и Erwinica herbicola для превращения глюкозы в 2-KLG. Однако условия куль­тивирования, оптимальные для одного организма, неприемлемы для другого, что влечет спонтанное «вымывание» из среды одного из них. В подобных случаях можно культиви­ровать микроорганизмы последовательно, но такой процесс трудно сделать непрерывным, так как для роста микроорганизмов необходимы существенно разные среды.

Наиболее простой способ — создание одного микроорганизма, способного превращать D-глюкозу в 2-KLG, состоит в выделении гена 2,5-ПКС-редуктазы Corynebacterium и вве­дении его в Erwinica herbicola. Трансформированные клетки Erwinica herbicola активно превращают D-глюкозу непосредственно в 2-KLG.

Следовательно, с помощью генетических манипуляций удалось в одном организме осу­ществить метаболические реакции, протекающие в столь разных микроорганизмах. Этот гибрид приобрел способность синтезировать конечный продукт комбинированного мета­болического пути. Такой организм используется как фабрика для производства 2-KLG, заменяющая три стадии в том процессе получения L-аскорбиновой кислоты, который до­минирует и в настоящее время.