Синтез L-аскорбиновой кислоты
Внастоящее 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 (рис. 16).
На последнем этапе этого процесса 2-кето-L-гулоновая кислота (2-I KLG) превращается в кислых условиях в L-аскорбиновую кислоту.
Биохимические исследования метеболизма различных микроорганизмов показали, что 2-KLG можно получить, включая совместное культивирование микроорганизмов Corynebacterium 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 (рис. 17).
Наиболее простой способ - создание одного микроорганизма, способного превращать D-глюкозу в 2-KLG, состоит в выделении гена
2,5-DКG-редуктазы Corynebacterium и введении его в Erwinica herbicola (рис. 18).
Трансформированные клетки Erwinica herbicola активно превращают D-глюкозу непосредственно в 2-KLG. При этом собственные ферменты Erwinica herbicola, локализованные во внутренней мембране бактериальной клетки, преобразуют глюкозу в 2,5-DKG (2,5-дикетоглюкановая кислота), а 2,5-DКG-редуктаза, локализованная в цитоплазме, катализирует процесс превращения 2,5-DKG 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-аскор-биновой кислоты, который доминирует и в настоящее время.
Дата добавления: 2016-02-24; просмотров: 758;