Фрагмент

1. Использование спор микроорганизмов для биотрансформации органических соединений. Достоинства и недостатки по сравнению с использованием клеток микроорганизмов.

Микробная трансформация — естественное свойство микроорганизмов, широко распространенное в природе. Это свойство используется человеком в практической деятельности для получения ценных продуктов. Таким образом, микробы могут выполнять роль химических реагентов в органической химии. Поэтому микробную трансформацию, когда она используется в этих целях, называют ферментативной, микробной или микробиологической химией. Действительно, цели и подходы микробной трансформации близки целям и методам органической химии.

Трансформация органических веществ спорами имеет ряд особенностей,  представляющих  интерес в связи с практическим  использованием. Эти  процессы  обычно  осуществляются  в  простых средах — дистиллированной или водопроводной воде, буферных растворах. Иногда для  этого требуются добавки  органических веществ в небольших концентрациях. Споры активны после длительного  хранения   (до  трех  лет  в  замороженном   состоянии). Если процесс трансформации идет в бедной среде,  то  споры  могут быть отмыты и использованы еще 4-5 раз.  Оптимум рН обычно выражен менее четко, чем у вегетативных клеток. Это позволяет использовать условия, предотвращающие заражение посторонними  микроорганизмами.  Подобные  наблюдения  стимулировали попытки   применения   трансформации   с   использованием   спор   в промышленных  масштабах.  Такая  возможность  продемонстрирована      на   следующих процессах: 11а-гидроксилирования  прогестерона и   кортексолона спорами     Aspergillusochraceus; 1-дегидрогенизации   кортексолона   спорами   Septomyxaaffinis; 1la-гидроксилирования  6а-,   16а-,   17а-диоксипрегн-4-ендиона в нестерильном 200-литровом ферменте. В последние годы  осуществлен  гидролиз  феноксиметилпенициллина  спорами Fusariumsp. Конидии AspergilluscandidusNRRL305 синтезировали,манитиз глюкозы с 75%-ным выходом. Появились работы по иммобилизации спор в  полиакриламидный  гель,  что  дает  возможность  применения  непрерывно действующих  колонок.  Таким образом,были  осуществлены  гидролиз сахарозы и многочисленные трансформации стероидов. Преимущество   непрерывного   культивирования   по   сравнению с периодическим  при  получении  биомассы  клеток  стимулировали      его   применение   для   синтеза   микробных   метаболитов. Процессы   получения   продуктов,      непосредственно      связанные      с  ростом  микроорганизмов,  в условиях  непрерывного  культивирования  осуществляются  сравнительно легко.  Образование  микробных  метаболитов,  не  связанное  с  ростом, потребовало  больших  усилий  для  реализации  процессов  непрерывным методом, и хотя многие из них осуществлены в лаборатории, внедрение этого метода   в   практику   сопряжено   с   рядом   затруднений.   Одним   из недостатков  непрерывного  метода,  имеющим  существенное  значение, является  то,  что  в  периодической  культуре  легче  получить  максимальный выход продукта на единицу субстрата, в то время как в проточной культуре часть  субстрата  обычно  не  превращается.    Однако  более  детальное  и   углубленное  исследование непрерывной трансформации сорбита в сорбозу культурой Acetobactersuboxydans, прогестерона  в 11α-оксипрогестерон культурой  Aspergillusochraceus, прегнандиена в прегнатриен  с помощью Septomyxaaffinisи  т.д. наглядно  продемонстрировали  рентабельность и преимущества этого метода. Непрерывные   методы   микробной   трансформации   получили интенсивное  развитие  благодаря  разработке  метода  иммобилизации  спор, клеток и ферментов.