Химико-ферментативный синтез

2.1. Химико-ферментативный синтез

Для получения L–яблочной кислоты из фумаровой при помощи иммобилизованных клеток микроорганизмов с высокой фумаразной активностью можно использовать бактерии Brevibacteriumammoniagenes.

Фумаратгидратаза

Brevibacterium— это род бактерий отряда Actinomycetales.

Этот порядок состоит из радиальных грибов. Они представляют собой бациллы (палочковидные), а в некоторых фазах жизни они имеют форму клубочков. Это грамположительные почвенные организмы, которые обычно встречаются в природе в почве, воде, растениях и продуктах питания.

Они широко распространены в природе в микробиоте животных и в основном безвредны. Они могут вызывать заболевания у людей, особенно через дифтерию. Хотя Brevibacteriumammoniagenes обычно не являются патогенными, они иногда могут извлекать выгоду из атипичного доступа к тканям (через раны) или ослабления защиты хозяина.

Заключенные в полиакриламидный гель (ПААГ) клетки Brevibacteriumammoniagenesиспользуются для трансформации фумаровой кислоты в яблочную. Дополнительная обработка клеток бактерий субстратом, содержащим желчные кислоты или дезоксихолат, не только повышала в 7-8 раз активность биокатализатора, но и подавляла в 10-20 раз образование побочного продукта этого синтеза - янтарной кислоты, ингибируя активность сукцинатдегидрогеназы.

Были подобраны оптимальные условия для непрерывного получения яблочной кислоты в колонке с иммобилизованными клетками Brevibacteriumammoniagenes, предварительно обработанными 0,2%-ным раствором желчного экстракта. При рН 7.0, температуре 37 °С и удельной скорости элюции 0,2 ч^-11 М раствор фумаровой кислоты на 70% превращался в яблочную кислоту. В этих условиях время полужизни свободных клеток было равно 6 суткам, а иммобилизованных в ПААГ – 55 суток.

Достоинства:

· подавляется выход побочного продукта янтарной кислоты

· высокая эксплуатационная стабильность клеток

· высокий выход продукта при оптимальных условиях реакции

Недостатки: дорогостоящее получение фермента, необходима фумаровая кислота

12 Следующая ⇒