Учебное пособие - Sfu-kras - Сибирский федеральный ...

2. ПРОМЫШЛЕННАЯ МИКРОБИОЛОГИЯ2.2. Субстраты I-го поколения . Субстраты II-го поколения. Субстраты III-го поколенияСубстраты II-го поколения – жидкие углеводороды. Способностьмикроорганизмов использовать в качестве основного ростового субстрата углеводородыбыла доказана Таусоном в 1935 году. Интенсивные научные исследованияуглеводородов в качестве потенциального субстрата для получениябелка одноклеточных были развернуты в 50–60-е годы ХХ столетия. Былоустановлено, что микроорганизмами могут усваиваться практически всеклассы углеводородов, включая прямогонные дизельные фракции, очищенныежидкие парафины, масляные дистилляты и другие нефтепродукты, содержащиеn-парафины, но с наибольшими скоростями утилизируются углеводородынормального строения с длиной углеродной цепи С 11 –С 18 , вскипающиепри 200–320 °С.В качестве штаммов-продуцентов белка одноклеточных на углеводородахнаибольшее распространение получили дрожжи рода Candida: C.guilliermondii, C. maltosa, C. scottii. Полученные в результате селекционногенетическойработы быстрорастущие штаммы устойчивы к вытеснению другимимикробными видами в условиях нестерильной промышленной культуры.Углеводороды проникают в микробные клетки через липидную фракциюклеточной стенки, имеющей гидрофобную структуру, до цитоплазматическоймембраны по градиенту концентрации. Микробиологическое окислениеn-парафинов включает несколько этапов. В результате первичного окисленияуглеводородов образуются спирты:R → (CH 2 ) n → CH 3 + O 2 + НАД ⎯− ⎯⎯2H+ →R → (CH 2 ) n → CH 2 ОН +O 2 + НАД H 2 .Спирты далее с участием алкогольдегидрогеназы окисляются до альдегидов,которые альдегиддегидрогеназой окисляются до кислот. Далее в реакцияхβ-окисления при участии ацетил-КоА образуются соответствующиепроизводные кислот, которые при участии ацетилгидрогеназы окисляются собразованием соединений с двойной углеродной связью:R – CH 2 – CH 2 – СO – S – KoA−⎯⎯⎯→2H+ RH = CH – CO – S – KoA.Далее ненасыщенное соединение гидратируется, превращаясь в β-кислоту:RH = CH – CO – S – KoA+H 2 O⎯⎯⎯ → R – СНОН – СН 2 – СО – S – КоА,которая восстанавливается до кетокислоты:R – СНОН – СН 2 – СО – S – КоА → R – СО – СН 2 – СО – S – КоА.Реакции β-окисления завершаются при участии α-кетоацетилтиолазы собразованием ацетил-КоА и жирной кислоты с укороченной на 2 атома углеродацепью по сравнению с исходной кислотой: Введение в биотехнологию. Учеб. пособие -36-