Витамин В2 (рибофлавин). Основные продуценты. Схема биосинтеза и пути интенсификации процесса.

Витамин В₂ (рибофлавин)

Биосинтез флавинов осуществляется как растительными, так и многими бактериальными клетками, а также плесневыми гри бами и дрожжами.

Витамин В₂ водорастворим, устойчив в кислой сре­де, но легко разрушается в нейтральной и щелочной средах, а так­же под действием УФ-облучения. Для этого витамина характерно функционирование в коэнзимных формах: флавиномононуклео-тид (ФМН) и флавиноадениндинуклеотид (ФАД).

При промышленном получении рибофлавина используют продуценты:

-бактерии(micrococcus glitamaticus)

-дрожжи(candida guillermondii)

-плесневые грибы(Aspergillus niger)

-прочие низшие грибы(Ashbya gossipii)

Наиболее распространен продуцент – черная плесень Aspergillus niger. Время ферментации-7 сеток; t=28C; рН=7,0 (в ходе ферментации уменьшается до 4,5-4,0)

После утилизации углеродного субстрата продуцент начинает метаболировать кислоты, что увеличивает рН, происходит синтез витамина. Кристаллический рибофлавин накапливается как в милели так и в гифах.После ферментации мицелий выдерживают при t 120C 1час.

Сейчас вместе с вышеуказанными культурами при промыш­ленном получении рибофлавина с помощью методов использует­ся мутантный штамм продуцент Bacillus subtilis с нарушенной ре­гуляцией синтеза витамина В₂. Он устойчив к наиболее сильному антиметаболиту рибофлавина — его аминоаналогу ро-зеофлавину и обладает способностью к сверхсинтезу витамина В_;. При культивировании его на среде с мелассой и дрожжевым эк­страктом в культуральной жидкости накапливается 3,5 — 4,5 г/л рибофлавина. При этом время ферментации сократилось в 3 раза. Рибофлавин получают и химическим методом, используя в каче­стве биокатализатора сухие клетки бревибактерий. Причем, если биосинтез с нативными клетками занимает несколько суток, то при биосинтезе с суспензией сухих клеток время синтеза ФАД составляет всего 15 —17 ч.

17. Микроорганизмы прокариоты – продуценты витамина В12 (пропионовокислые бактерии и др.) Схема биосинтеза. Регуляция биосинтез.

В природе витамин B12 и родственные корриноидные соединения находят в клетках микроорганизмов, в тканях животных и некоторых высших растениях (горох, лотос, побеги бамбука, листья и стручки фасоли). Однако происхождение витамина B12 в высших растениях окончательно не установлено. Такие низшие эукариоты, как дрожжи и мицелиальные грибы, корриноиды, по-видимому, не образуют. Организм животных не способен к самостоятельному синтезу витамина. Среди прокариот способность к биосинтезу корриноидов широко распространена. Активно продуцируют витамин В12 представители рода Propionibacterium [1, 4, 5].Природные штаммы пропионовокислых бактерий образуют 1,0-8,5 мг/л корриноидов, но получен мутант Р. shermaniiМ-82, с помощью которого получают до 58 мг/л витамина [1,5]. В семействе Propioni bacberiaceae есть и другие представители, способные к высокому накоплению витамина B12в клетках. Это, прежде всего Eubacterium limosum Butyribacterium rettgerii).Как продуценты витамина практический интерес имеют многие представители актиномицетов и родственных микроорганизмов [1, 4]. Истинный витамин B12 в значительных количествах синтезирует Nocardiarugosa. Путем мутаций и отбора получен штамм N. rugosa, накапливающий до 18 мг/л витамина B12. Активные продуценты витамина обнаружены среди представителей рода Micromonospora: M. purpureae, M. echinospora, M. halophitica, M. fusса, M. chalceae. Высокой кобаламинсинтезирующей активностью обладают метаногенные бактерии, например Methanosarcina barkeri, M. vacuolataи отдельные штаммы галофильного вида Methanococcus halophilus [1, 4].Последний организм синтезирует более 16 мг корриноидов на грамм биомассы. Столь высокого содержания корриноидов не отмечено ни у одного другого из изученных микроорганизмов. Причина высокого содержания корриноидов у метаногенных бактерий не установлена. Корриноиды синтезируют строго анаэробные бактерии из рода клостридий. У Clostridlum tetanomorphum и Cl. sticklandil аденозилкобаламин входит в состав ферментных систем, катализирующих специфические реакции изомеризации таких аминокислот, как глутаминовая, лизин и орнитин. В значительных количествах образуют витамин B12 ацетогенные клостридий Cl. thermoaceticum, Cl. formicoaceticum и Acetobacter woodi, синтезирующие ацетат из СО2. Известны активные продуценты витамина B12 у псевдомонад, среди которых лучше других изучен штамм Pseudomonas denitrificans MB-2436 – мутант, дающий на оптимизированной среде до 59 мг/л корриноидов. Интерес представляют термофильные бациллы, а именно Bacillus circulans и Вас. stearothermophilus, которые растут соответственно при 60 и 75 °С и за 18 ч. культивирования без соблюдения стерильных условий дают высокие (2,0-6,0 мг/л) выходы витамина. Корриноиды синтезируют Rhodopseudomonas palustris, фототрофные пурпурные бактерии Rhodobactersphericus, Rh. capsulatus, Rhodospirillumrubrum, Chromatiumuinosumи ряд других видов. Значительные количества витамина B12 образует цианобактерии Anabaena cylindrica, одноклеточные зеленые водоросли Chlorella pyrenoidosae и красные водоросли Rhodosorus marinus

Дата добавления: 2015-12-08