Образование органических кислот, нуклеотидов и их производных иммобилизованными клетками Propionibacterium Shermanii

• Автор: Иконников, Николай Павлович
• Шифр специальности: 03.00.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1985
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 157 c. : ил

1.1. Методы иммобилизации клеток микроорганизмов .

1.1.1. Адсорбция .

1.1.2. Ковалентное и поперечное связывание

1.1.3. Включение и инкапсулирование

1.2. Преимущества использования иммобилизованных клеток

ГЛАВА 2. БИОСИНТЕТИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ, ОСУЩЕСТВЛЯЙТЕ ЖИВЫМИ

МИКРООРГАНИЗМАМИ, ИММОБИЛИЗОВАННЫМИ ВКЛЮЧЕНИЕМ. .

2.1. Использование иммобилизации клеток для стабилизации активности ферментов .

2.2. Иммобилизованные клетки, осуществляющие реакции биосинтеза в полноценных питательных средах. . . .
2.3. Процессы, осуществляемые живыми иммобилизованными включением клетками микроорганизмов в средах, лишенных азота
2.4. Получение органических кислот с помощью иммобилизованных клеток микроорганизмов
ГЛАВА 3. ЭНДОГЕННЫЙ МЕТАБОЛИЗМ И ФИЗИОЛОГИЯ ГОЛОДАЮЩИХ
БАКТЕРИЙ
3.1. Особенности инкубирования живых иммобилизованных клеток бактерий
3.2. Эндогенный метаболизм и выживание голодающих
бактерий
3.3. Экскреция внутриклеточных метаболитов микроорганизмами при стрессовых воздействиях
ГЛАВА 4. ПУТИ ПОВЫШЕНИЯ АКТИВНОСТИ И СТАБИЛЬНОСТИ РАБОТЫ
БИОКАТАЛИЗАТОРОВ
4.1. Повышение активности и стабильности иммобилизованных клеток путем изменения условий инкубирования
4.2. Возможные пути реактивации биокатализаторов с живыми иммобилизованными клетками.
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ
ГЛАВА 5. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ
ГЛАВА 6. УСЛОВИЯ ОБРАЗОВАНИЯ ОРГАНИЧЕСКИХ КИСЛОТ ИММОБИЛИЗОВАННЫМИ КЛЕТКАМИ.
6.1. Динамика кислотообразования иммобилизованными в
ПААГ клетками iii ii
6.2. Влияние компонентов иммобилизирующей смеси на активность биокатализатора
6.3. Значение функциональной целостности иммобилизованных клеток для осуществления ими полиферментативного процесса
ГЛАВА 7. ОПТИМИЗАЦИЯ РАБОТЫ БИОКАТАЛИЗАТОРА. УВЕЛИЧЕНИЕ
СТАБИЛЬНОСТИ И АКТИВНОСТИ.
7.1. Оптимизация основных условий работы иммобилизованных клеток iii ii
7.2. Влияние факторов инкубирования на активность и стабильность биокатализатора.
7.2.1. Влияние частоты смены инкубационного раствора на стабильность кислотообразования .
7.2.2. Влияние температуры на стабильность биокатализатора.
7.2.3. Влияние концентрации кДафосфатного буфера на стабильность работы биокатализатора.
7.2.4. Влияние ионов железа на стабильность работы иммобилизованных клеток Рг.аЬеппапИ.
7.2.5. Влияние источника углерода и энергии на стабильность и активность работы биокатализатора .
7.3. Возможности регуляции отношения кислот пропионоваяуксусная в получаемом продукте .
7.3.1. Влияние температуры на соотношение кислот .
7.3.2. Влияние углеродных субстратов на соотношение кислот в получаемом продукте .
7.4. Образование органических кислот иммобилизованными в ПААТ клетками Рг.эЬегтапИ при проточном инкубировании
ГЛАВА 8. РЕАКТИВАЦИЯ ИММОБИЛИЗОВАННЫХ КЛЕТОК Рг.аЬегтапИ
ГЛАВА 9. ВЫДЕЛЕНИЕ НУКЛЕОТИДОВ И ИХ ПРОИЗВОДНЫХ ИММОБИЛИЗОВАННЫМИ В ПААГ КЛЕТКАМИ БАКТЕРИЙ
9.1. Состав и динамика выделения дериватов нуклеиновых кислот иммобилизованными в ПААГ клетками Рг.аЬегтапИ.
9.2. Условия выделения дериватов нуклеиновых кислот и белков иммобилизованными клетками Рг.аЬеппапИ . .
9.3. Рибосомальная РНК основной источник выделяемых нуклеотидов и их производных .
ГЛАВА . ЭЛЕКТРОННОМИКРОСКОПИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ЕИОКАТАЛИЗАТОРА В ПРОЦЕССЕ ЕГО ДЛИТЕЛЬНОГО ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ И РЕАКТИВАЦИИ
ЗАКЛЮЧЕНИЕ.
ВЫВОДЫ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ


Знание этих особенностей позволит выяснить дополнительные требования при подборе носителей, необходимых для иммобилизации клеток. Как известно из литературы Ко1о1, Коте1, , в настоящий момент требования к носителям обусловлены в основном технологическими ПОТ и ребностями. Под физиологическими изменениями, видимо, следует понимать ответ клеток на существование их в иммобилизованном состоянии, которое является принципиально иным, чем при обычных методах культивирования. В начале этой главы мы отмечали, что культивирование иммобилизованных клеток метод вполне естественный. Действитель , но, существование микроорганизмов в цриродных условиях в почве, на листьях растений, в кишечном тракте животных и т. В этих условиях микроорганизмы часто находятся и в голодающем состоянии, и в избытке энергетических субстратов, и в условиях затрудненного массообмена, и даже ингибирования при существовании в замкнутом микрообъеме. При культивировании клеток в иммобилизованном состоянии создаются весьма похожие условия избыток или недостаток субстрата, голодание, непрерывная или импульсная подача субстрата, локальное скопление ПРОДУКТОВ Обмена ИЛИ нецрерывное ИХ удаление бЦоттИЬ Ъ а1. Но всетаки следует достаточно осторожно сравнивать физиологические особенности микробных клеток в иммобилизованном состоянии и в природных условиях. Физиологические изменения у иммобилизованных клеток отмечают многие авторы ОЫвоп а. Т7айа а1. КоэЬсЬеепко а1. Например, У иммобилизованных клеток v на керамических гранулах время удвоения снижается вдвое по сравнению со свободными и при этом вымываемых клеток, получившихся в результате деления были более мелких размеров. Так же установлено, что происходит синхронизация ростового цикла v, , . Уменьшение времени генерации адсорбированных клеток . Хаттори с сотрудниками i, i . Отмечено снижение содержания РНК в клетках. Но для адсорбированных клеток . Наварро и Даренд установили, что адсорбция клеток . С, поглощение глюкозы и на 7 увеличивает выход этанола. Авторы отмечают также, что ковалентное связывание снижает активность метаболизма, хотя на выход этанола почти не оказывает влияния v, , . Многие авторы отмечают размножение клеток на носителе в первое время после иммобилизации, а далее наступление динамического равновесия между количеством закрепленных и вымываемых клеток , , i ,, x ,, . ВОЗМОЖНО, ЧТО возрастание количества биомассы на носителе до определенного предела за счет размножения связано с самоустанавливающимся процессом, связывающим скорость протока, скорость размножения и уровень образуемого продукта, способного ингибировать процесс. Иммобилизованные клетки i постоянно образуют уксусную кислоту. Но при изменении скорости разведения наблюдаются затухающие колебания в концентрации уксусной кислоты. Т.е. Аналогичную картину наблюдали другие авторы ТЬеойогои е1 а1, для продуцента целлшаз гриба ТгйсЬойегта геезе в колонке со стеклянными бусами и целлюлозой. В данном случае количество биомассы было ниже, чем при инкубации обычным способом, как и количество редуцирующих сахаров, которые ингибируют синтез ферментов, уровень которых был достаточно высоким. Такие закономерности в поведении иммобилизованных микроорганизмов весьма напоминают авторегуляцию в природных сообществах. Отмечено, что в адсорбированных условиях микроорганизмы сдвигают оптимум , а иногда и температуры. При этом температурный оптимум повышается, но часто процессы более стабильны при более низких температурах Кощеенко и др. Так как процесс обычно
оптимизируют по выходу продукта, то система клеточная стенкафермент изза модификации клеточной стенки может переходить в другой интервал оптимальных значений или температуры без значительного нарушения функциональной целостности. Таким образом, исследования иммобилизованных адсорбцией клеток проводятся довольно широко. Их применение рационально при очистке сточных вод, получении биогаза и осуществлении процессов выращивания микроорганизмов. Ковалентное связывание клеток микроорганизмов с носителями основано на образовании ковалентных связей между различными компонентами клеточной стенки через бифункциональные мостики с носителем.