Биосинтез 2-оксоглутаровой кислоты дрожжами при росте на этаноле

• Автор: Чернявская, Ольга Геннадьевна
• Шифр специальности: 03.00.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1998
• Место защиты: Пущино
• Количество страниц: 167 с. : ил.

Список сокращений, использованных в тексте.
АМФ - аденозин-5-монофосфат
АТФ - аденозин-5-трифосфат
СоА - кофермент А
Ас-КоА - ацетил-кофермент А
НАД(Н) - никотинамидаденин-динуклеотид (восстановленный)
НАДФ(Н) - никотинамидаденин-динуклеотидфосфат (восстанов.)
АДГ - алкогольдегидрогеназа
АлДГ - альдегиддегидрогеназа
АО - алкогольоксидаза
ЦС - цитратсинтаза
АК - аконитат-гидратаза
ИДГ(НАД) - изоцитратдегидрогеназа НАД-зависимая
ИДГ(НАДФ) - изоцитратдегидрогеназа НАДФ-зависимая
ИЛ - изоцитрат-лиаза
мс - малат-синтаза
огдг - оксоглутаратдегидрогеназа
сдг - сукцинатдегидрогеназа
ФГ - фумарат-гидратаза
мдг - малатдегидрогеназа
2 -ОГК - 2-оксоглутаровая кислота
пвк - пировиноградная кислота
ЩУК - щавелевоуксусная кислота
ТПФ - тиаминпирофосфат
дтт - дитиотрейтол
ДТНБ - 5,5-дитиобис-(2 -нитробензоат)
ДФИ - дихлорфенолиндофенол

Введение
ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ
ГЛАВА 1. БИОСИНТЕЗ 2-ОКСОГЛУТАРОВОЙ КИСЛОТЫ БАКТЕРИЯМИ
1.1. Характеристика 2-оксоглутаровой кислоты, ее использование и методы получения
1.2. Продуценты 2-оксоглутаровой кислоты
1.3. Условия биосинтеза 2-оксоглутаровой кислоты
1.2. Механизмы синтеза 2-оксоглутаровой кислоты бактериями
ГЛАВА 2. БИОСИНТЕЗ 2-ОКСОГЛУТАРОВОЙ И ПИРОВИНОГРАДНОЙ КИСЛОТЫ
ДРОЖЖАМИ
2.1. Продуценты 2-оксоглутаровой и пировиноградной кислоты
2.2. Характеристика дрожжей Candida (Yarrowia)lipolytica
и основные условия синтеза 2-ОГК и ПВК
2.3. Влияние условий культивирования на синтез 2-ОГК
2.4. Механизмы синтеза 2-ОГК и ПВК дрожжами
ГЛАВА 3. ОСОБЕННОСТИ ЭТАНОЛА КАК СУБСТРАТА ДЛЯ КУЛЬТИВИРОВАНИЯ
МИКРООРГАНИЗМОВ
3.1. Повреждающее действие этанола и устойчивость к нему микроорганизмов
3.2. Основные пути окисления этанола
3.3. Особенности роста дрожжей на этаноле
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ
ГЛАВА 4. ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
4.1. Объекты исследования
4.2. Методика культивирования дрожжей
4.3. Методы контроля роста, содержания органических

ГЛАВА

ГЛАВА б

ГЛАВА
кислот, азота и этанола в среде
.4. Определение интенсивности дыхания
.5. Определение концентрации цитохромов в клетках
.6. Определение активности ферментов
. ИЗУЧЕНИЕ СПОСОБНОСТИ ДРОЖЖЕЙ РАЗЛИЧНОГО ТАКСОНОМИЧЕСКОГО ПОЛОЖЕНИЯ ПРОДУЦИРОВАТЬ 2-ОКСОГЛУТАРОВУЮ КИСЛОТУ
ПРИ РОСТЕ НА ЭТАНОЛЕ
.1. Изучение кислотообразующей способности дрожжей при
культивировании в среде с этанолом в колбах
. 2. Проверка кислотообразующей активности отобранных
штаммов в условиях лабораторных ферментеров
. ИЗУЧЕНИЕ УСЛОВИЙ, ОБЕСПЕЧИВАЮЩИХ НАПРАВЛЕННЫЙ СИНТЕЗ 2-ОКСОГЛУТАРОВОЙ КИСЛОТЫ ДРОЖЖАМИ УАШОМ1А ЫРОЬУТЮА
МУТАНТОМ N1
.1. Влияние концентрации тиамина на рост дрожжей и
синтез 2-ОГК
.2. Влияние концентрации азота в среде на синтез 2-ОГК
.3. Зависимость синтеза 2-ОГК от концентрации микроэлементов в среде (гп2+, Бе2+ и Си2+)
.4. Зависимость синтеза 2-ОГК от концентрации этанола
в среде
.5. Влияние pH среды на синтез 2-ОГК
.6. Влияние концентрации растворенного в среде кислорода (р02 ) на рост дрожжей и синтез 2-ОГК
. ФИЗИОЛОГО-БИОХИМИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ БИОСИНТЕЗА 2-ОКСО-ГЛУТАРОВОЙ КИСЛОТЫ ДРОЖЖАМИ У ,ЫРОЬУТ1СА МУТАНТОМ N
ИЗ ЭТАНОЛА
. 1. Дыхательная активность и функционирование электрон-

сивность биосинтеза. К факторам, влияющим на рост дрожжей и особенно на процесс кислотообразования, относятся pH, интенсивность аэрации среды и концентрация азота в среде.
Влияние pH среды на синтез 2-ОГК.
Ермаковой (1970а) показано, что дрожжи С.ІіроІуЬіса 695 хорошо растут на гексадекане в условиях дефицита тиамина в широком диапазоне pH - от 2,0 до 8,0. Однако, интенсивный синтез 2-ОГК наблюдается в более узком интервале pH - от 3,0 до 6,0; наибольшее количество 2-ОГК накапливалось при рН=4,0. Клетки дрожжей, выращенные в среде с рН=4,0-5,0, синтезируют 2-ОГК и в отсутствие роста при инкубировании в буфере с гексадеканом, причем при pH от 3,0 до 8,0 интенсивность кислотообразования остается практически одинаковой.
Японские исследователи (Твидатдга еб а1. , 1969 Ь) показали,
что максимальное накопление 2-ОГК из парафина достигается при поддержании pH среды на уровне около 6,0 введением в среду СаС03
Значение pH, оптимальное для роста дрожжей и синтеза кетокислот, зависит от особенностей углеродного субстрата. Так, выращивание дрожжей С.Ііроіуііса 695 в среде с уксусной кислотой и с глюкозой в условиях дефицита тиамина (1 мкг/л) при различных значениях pH показало следующее: при росте в среде с уксусной
кислотой изменение pH от 6,0 до 8,0 приводило к увеличению биомассы в 3,7 раза, увеличению максимальной удельной скорости роста в 2 раза и резкому снижению интенсивности кислотообразования (в 6 раз). При использовании глюкозы в качестве источника углерода изменение pH от 6,0 до 8,0 приводило к снижению в 2 раза выхода биомассы и максимальной удельной скорости роста, тогда как интенсивность синтеза изменялась незначительно (Ермакова и