Трансформация стероидных соединений живыми иммобилизованными клетками микроорганизмов

• Автор: Кощеенко, Кира Александровна
• Шифр специальности: 03.00.07
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 1984
• Место защиты: Пущино
• Количество страниц: 495 c. : ил

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ.

ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ.

ГЛАВА I. МЕТОДЫ ИММОБИЛИЗАЦИИ КЛЕТОК МИКРООРГАНИЗМОВ .

1.1. Адсорбция

1.2. Ковалентное и поперечное связывание клеток микроорганизмов .

1.3. Метод включения в различные полимеры .

1.4. Микрокапсулирование

ГЛАВА 2. ТРАНСФОРМАЦИЯ СТЕРОИДОВ ИММОБИЛИЗОВАННЫМИ

КЛЕТКАМИ.

2.1. Дегидрирование стероидных соединений .

2.2. Гицроксилирование стероидных соединений
2.3. Отрыв боковой цепи и другие превращения стероидной молекулы .
2.4. Превращение стероидов в двухфазных водноорганических системах .
Заключение.
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ
ГЛАВА 3. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ.
3.1. Микроорганизмы.ЮЗ
3.2. Реактивы
3.3. Культивирование микроорганизмов и условия трансформации со свободными клетками.
3.3.1. Культивирование микроорганизмов .
3.3.2. Условия трансформации стероидов
3.4. Методы иммобилизации микроорганизмов
3.4.1. Включение клеток микроорганизмов в ПААГ . .
3.4.2. Включение клеток микроорганизмов в мембраны
из поливинилового спирта и других полимеров.
стр.
3.4.3. Включение клеток А.вД.оЪ1Гоип1в в белковые мембраны, сшитые циальдегидом крахмала . . .
3.4.4. Включение клеток А1оЪ1огш1а в агаровый
3.4.5. Включение клеток в фоточувствительные полимеры
3.4.6. Включение клеток А1оЪГогт1в в каррагинан.
3.4.7. Включение микроорганизмов в Саальгинатный
3.4.8. Адсорбция на различных целлюлозах.
3.4.9. Адсорбция на крупнопористых керамических носителях.
3.4 Ковалентное связывание с активированным силикагелем.
3.5. Определение ферментативной активности свободных
и иммобилизованных клеток .
3.6. Определение биомассы в геле
3.7. Определение жизнеспособности иммобилизованных клеток.
3.8. Определение дыхательной активности свободных
и иммобилизованных клеток
3.9. Электронномикроскопические исследования свободных и иммобилизованных клеток
3 Анализ стероидных соединений
3 Препаративное выделение стероидов.
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ДАННЫЕ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ
ГЛАВА 4. 1,2ДЕГИДРИРОВАНИЕ СТЕРОИДОВ СВОБОДНЫМИ КЛЕТКАМИ
АЬоЫгтЬв
4.1. Трансформация микрокристаллического гидрокортизона
стр.
4.2. Трансформация ацетата кортизона.
ГЛАВА. 5. ПРЕВРАЩЕНИЕ СТЕРОИДОВ КЛЕТКАМИ А.оЫГогт1в,
ВКЛЮЧЕННЫМИ В ПААГ, В НЕПРЕРЫВНЫХ УСЛОВИЯХ . 2 ГЛАВА 6. ИЗУЧЕНИЕ ФИЗИ0Л0Г0БИ0ХИМИЧЕСКИХ И МОРФОЛОГИЧЕСКИХ ОСОБЕННОСТЕЙ КЛЕТОК А.е1оЬ1Гогт1в В ПААГ
В ПЕРИОДИЧЕСКИХ УСЛОВИЯХ ТРАНСФОРМАЦИИ.
6.1. Влияние условий включения живых клеток
А.е1оМГопп1в в ПААГ на 3кето стероид дегидрогеназную активность и жизнеспособность.
6.2. Сравнительнее изучение процесса трансформации растворенного и микрокристаллического гидрокортизона свободными и иммобилизованными клетками .
6.3. Физиологобиохимические и морфологические
изменения иммобилизованных клеток .i в ходе многократных трансформаций на голодной
среде.
ГЛАВА 7. СРАВНИТЕЛЬНОЕ ИЗУЧЕНИЕ ФЕРМЕНТАТИВНОЙ АКТИВНОСТИ КЛЕТОК .ii, ИММОБИЛИЗОВАННЫХ РАЗЛИЧНЫМИ СПОСОБАМИ
7.1. Ферментативная активность клеток в агаровом
7.2. Ферментативная активность клеток в кальцийальгинатном геле .
7.3. Ферментативная активность клеток, включенных
в каррагинан .
7.4. Включение клеток в белковые мембраны, связанные циальцегидом крахмала
7.5. Включение клеток в фоточувствительные полимеры
7.6. Включение клеток в мембраны из поливинилового
спирта . .
7.7. Ферментативная активность клеток .ii, адсорбированных на целлюлозе и изучение возможности ее регуляции.
7.8. Адсорбция клеток .ii на крупнопористых керамических носителях.
7.9. Ковалентное связывание клеток с активированным силикагелем .
7 Взаимосвязь процессов 1,2дегидрирования и
восстановления с потреблением кислорода свободными и иммобилизованными клетками . . .
Обсуждение.
ГЛАВА 8. И ГИДРОКСШШРОВАНИЕ КОРТШЖОНА И ЕГО АЦЕТАТА СВОБОДНЫМ МИЦЕЛИЕМ i
ii.
ГЛАВА 9. И ВОССТАНОВЛЕНИЕ СТЕРОИДОВ С ПОМОЩЬЮ
ИММОБИЛИЗОВАННЫХ КЛЕТОК i i . . 9 ГЛАВА . АСИММЕТРИЧНОЕ Г ВОССТАНОВЛЕНИЕ 3МЕТОКСИ1,3,5 ,9 1ЕК0ЭСТРАТЕТРАЕНДИ0НА
, С ПОМОЩЬЮ СВОБОДНЫХ И ИММОБИЛИЗОВАННЫХ КЛЕТОК .vii 8 . . .
.1. Iвосстановление секокетона свободными клетками
.2. Сравнение различных методов иммобилизации для живых клеток .vii, осуществляющих 3восстановление секостероида .
.3. Физиологобиохимичаские и морфологические изменения клеток .vii в ходе трансформаций секокетона в непрерывных условиях. .
.4. Изучение зависимости жизнеспособности и 3 океистероиддегидрогеназной активности клеток .vii от условий их включения в ПААГ .
стр.
.5. Динамика распределения и ультраструктуры неинкубированных и инкубированных клеток дрожжей в геле в ходе многократных трансформаций на голодной среде .
ГЛАВА. II. ОСОБЕННОСТИ ПОВЕДЕНИЯ ЖИВЫХ, ИММОБИЛИЗОВАННЫХ В ГЕЛЕ, КЛЕТОК МИКРООРГАНИЗМОВ обсуждение
результатов
Заключение.
ВЫВОДЫ.ч
ЛИТЕРАТУРА


Проведение аэробного процесса, как, например, получение изолейцина, так же эффективно, но не в реакторе с вытеснением, а в реакторе с перемешиванием и аэрацией 3,5. По мнению авторов метод найдет самое широкое применение для иммобилизации клеток и проведения процессов трансформации и био
Таблица 9. Первоначальное 6. I 2Ю7 З. После инкубации 4. Как следует из данных, цредставленных в табл. II предположение авторов этого метода подтвердилось. Клетки, включенные в каррагинаны, используются весьма широко. Для включения живых клеток и улучшения механических свойств каррагинана возможно добавление соединений из группы. Ь.
на 3. Таблица . Бгер. Таблица II. II, , i ii с. Включение в альгинатные гели относится к мягким методам иммобилизации, т. Положительным качеством геля является возможность клеток размножаться в нем, а также способность его к растворению при изменении и температуры, что позволяет выделять жизнеспособные клетки и облегчает изучение их физиологии и морфологии. После инкубации в питательной среде период полужизни клеток в альгинат
ном геле значительно увеличивается 5,9. Как следует из табл. Механическая прочность шариков или волокон из альгината позволяет их использовать в непрерывных и периодических процессах. Во многих случаях включение клеток в альгинат приводит к лучшим результатам в сравнении не только с ПААТ, но и с каррагинаном и с другими гелями синтез агроклавина, пенициллина, гидроксилирование прогестерона и 1,2дегидрирование гидрокортизона. Кирстан с соавт. Наиболее интенсивно клетки росли первые сутки, а затем их размножение приостанавливалось, хотя количество этанола увеличивалось в течение 4х суток. По данным доклада Ода с соавт. Лондон, , именно Саальгинатный гель наряду с фоточувствительными полимерами может быть эффективно использован в промышленном масштабе для синтеза этанола. Длительная жизнеспособность дрожжей в альгинате обеспечивалась хорошей аэрацией в реакторе башенного типа и добавлением стеринов. Альгинатные гранулы, приготовленные в асептических условиях, и низкий 4,0 обеспечивали отсутствие посторонней микрофлоры в течение 4х месяцев. Производительность пилотной установки г спиртал геля1час1. В день получено 0 л чистого спирта с iколонки. Выход спирта составлял от теоретического. Такая установка действует на фирме Киова Хакко в Японии с марта г. Представляет большой интерес возможность включения клеток растительных тканей в Саальгинатный гель и осуществление с их помощью процессов трансформации и биосинтеза 8,8. Клетки iii , включенные в альгинатный гель, осуществляли
Таблица . В периодическом реакторе ный выход у5метилдигоксина сохранялся дней 8. После включения в альгинатный, каррагинановый и агаровый гели оставались неизменными клеточная мембрана, дыхание и рост у клеток синтезирующих алкалоид ямалицин. Клетки i iii, включенные в альгинатный гель, осуществляли синтез антрахинонов более активно, чем свободные клетки 8. Микрокапсулирование один из методов иммобилизации, который обеспечивает жизнеспособность клеток. Суспензия клеток диспергируется в масляной фазе, содержащей детергент и органический растворитель для образования эмульсии и различные вещества для укрепления мембраны и улучшения транспорта анионов 3. После перемешивания клетки окружаются жидкостными устойчивыми мембранами. Клетки i iii, инкапсулированные в жидкостные мембраны, сохраняют жизнеспособность длительное время без снижения нитрат и нитритредуктазной активности. Добавление питательных веществ приводит к поддержанию жизнеспособности. Активность иммобилизованных клеток снижается менее, чем на через 0 час, а свободные клетки теряют активность через час. Однако скорость восстановления нитритов иммобилизованными клетками меньше, чем у свободных клеток, так как ограничен перенос анионов через мембрану. Включение амберлита высокого молекулярного веса повышает ионный транспорт. Включенные клетки имеют более широкий спектр рНактивности, стабильность их выше, кроме того, они защищены от ингибирующего влияния ионов ртути, присутствующих в среде с нитратами, и могут быть использованы в непрерывной системе.