Углеводородокисляющие микроорганизмы – перспективные объекты экологической биотехнологии
Дипломная работа - Биология
Другие дипломы по предмету Биология
µльно легко в тех случаях, когда трансформации осуществляются грибными культурами, мицелий которых может быть без особых технологических затруднений отделен от среды выращивания в нужный момент и ресуспендирован в буферном растворе или даже водопроводной воде, где и осуществляется трансформационная реакция. Достоинство этого; метода заключается и в том, что простая трансформационная среда облегчает выделение продукта в отличие от трансформаций, осуществляемых растущей культурой, где в качестве сред часто используют очень сложные по составу растворы, включающие, например, такие комплексные ингредиенты, как кукурузный экстракт.
Метод трансформации суспензиями неразмножающихся клеток позволяет использовать культуру определенного физиологического состояния, которое соответствует строго определенному возрасту. Так, в гидроксилирование кортексолоны с помощью культуры Ticghemella Hi 333 наиболее интенсивно осуществляется 19-часовым мицелием. Суспензии отмытых клеток используются также для трансформации кортексолонов в гидрокортизон и ацетат кортизона, дезацетилирования ацетата кортизона (Mycobac-album 726) и ряда других превращений.
1.3 Трансформации, осуществляемые спорами грибов и актиномицетов
Трансформации, осуществляемые спорами, заслуживают специального внимания. Они обладают рядом удобств как технологические процессы. Неожиданно высокая энзиматическая активность, которую демонстрируют споры, осуществляющие трансформации органических веществ, еще раз напоминают, насколько условны многие схемы, воспринимаемые как не подлежащие сомнению.
В конце 50-х годов было обнаружено, что давно известное превращение жирных кислот в метилкетоны, осуществляемое некоторыми плесенями в процессе созревания сыра Рокфор, является функцией спор. Особенность этой трансформации заключается в том, что проросшие споры и мицелиальные клетки практически не обладают трансформирующей активностью. Отмытые споры (0 час) образуют кетон и поглощают кислород с максимальной интенсивностью. 16-часовая культура, у которой около половины спор проросло, продуцирует по сравнению с исходной суспензией спор меньше половины кетона и значительно меньше поглощает кислорода. Через 48 часов все споры прорастают, образование кетона и поглощение кислорода прекращаются.
Описания трансформация - не уникальное свойство культуры Penicillium roqueforti. Она широко распространена среди грибов, представителей как рода Penicillium, так и других родов - Aspergillus, Curvularia, Paecilomyces, Scopulariopsis.
1.4 Непрерывные методы микробиологической трансформации органических соединений
Процессы получения продуктов, непосредственно связанные с ростом микроорганизмов в условиях непрерывного культивирования, осуществляются сравнительно легко. Некоторые из них - производство уксусной кислоты, этилового спирта - уже нашли применение в промышленности.
Основным достоинством непрерывного культивирования является возможность поддерживать микробную культуру в течение длительного времени в стабильном физиологическом состоянии при постоянных условиях культивирования. Техника многостадийных систем позволяет стабилизировать культуры даже в состоянии, физиологически весьма далеком от фазы наиболее интенсивного (экспоненциального) роста, что необходимо в случае микробиологических процессов, не связанных с ростом.
Проточные системы интенсивно используется при трансформации соединений, не связанных непосредственно с ростом культур. Для реализации таких трансформаций первостепенное значение имеет правильное понимание соотношения процессов роста и превращения трансформационного субстрата, изучение оптимальных условий для той или иной фазы развития. Двухстадийный непрерывный процесс позволяет расчленить фазы развития культуры.
Используют для биодеструкции углеводородов нефти такие микроорганизмы как Rhodococcus, Candida, Pseudomonas, Bacillus, Fusarium, Nocardia и другие.
1.5 Соокисление и кометаболизм
Термин соокисление возник в мировой литературе в конце 1950-х годов. Он впервые был упомянут в работах по окислению углеводородов микроорганизмами Pseudomonas methanica. Эта культура использует в качестве источника углерода и энергии метан, но не способна расти за счет его гомологов, тем не менее окисляет этан, пропан и бутан в процессе роста за счет метана или будучи выращенной на метане. Это явление и было названо соокисление.
В 1960-х годах был предложен более общий термин кометаболизм. Строгое определение понятия кометаболизм отсутствует, и разные авторы толкуют его весьма произвольно.
Некоторые исследователи - специалисты в области почвенной микробиологии - называют кометаболизмом процессы трансформации органических соединений (в частности, пестицидов), осуществляемые микроорганизмами, растущими или выращенными на субстратах, индуцирующих синтез трансформирующей ферментной системы.
Большинство специалистов-микробиологов определяют кометаболизм как ферментативные процессы, которые осуществляются микроорганизмами лишь сопряженно с использованием ростовых субстратов. Другими словами, этот феномен характеризуется тем, что трансформационная реакция проявляется лишь в присутствии ростового субстрата определенной структуры и при условии его использования. Тесная взаимосвязь между ростовыми и трансформационными процессами, зависимость трансформационного процесса от природы ростового субстрата и являются хар