Введение к работе
Актуальность работы. Значительный прогресс в понимании основ биологических процессов достигнут в последнее время в области изучения механизмов взаимодействия клеток. Эти успехи во многом связаны с обнаружением, выделением в индивидуальном состоянии, изучением химической природы и роли в процессах жизнедеятельности; многочисленных специфических веществ, активно участвующих в таких взаимодействиях. Вещества этого тина обычно объединяют термином ауторегуляторы.
Следует отметить, что ауторегуляторы микроорганизмов изучены сравнительно слабо. Вместе с тем разработки теории культивирования, в т. ч. для промышленного производства, нуждается в выявлении закономерностей эндогенных механизмов регуляции жизнедеятельности микробных культур. Интенсивно разрабатываемые традиционные технологические приемы культивирования, контроля и управления жизнедеятельностью микроорганизмов-продуцентов такие, как ивменекня рН, температуры, концентрации компонентов питания и т. д. , не выявляют полностью потенциальные возможности культур. Реализацией этих возможностей может быть исполь-оованне в процессе управления культивированием знаний о закономерностях образования и рол» экзометаболитов-ауторегуляторов.
Наличие в культуральной жидкости аутометаболитов с различными свойствами - активаторов и ингибиторов биосинтеза целевого продукта -повволяет поставить вопрос о селективном изменении их в среде культивирования в благоприятную для биосинтеза сторону. Такой подход может послужить основой для дальнейшего развития методов управляемого культивирования микроорганизмов.
Целью данной работы являлось: поиск физиологически активных эк-аометаболитов промышленных микроорганиэмоь дрожжей Candida utilis ВСВ-661 и бактерий Corynebacterium glutamic 9Ь, ивучение их химической природы и влияния на рост и биосинтетическую активность культуры, разработка путей использования физиологически активных зкэоме-таболитов для интенсификации биосинтеза.
В задачи работы входило:
-
Исследование экэаметаболитов дрожжей С. utilis и бактерий С.glutamі cum для обнаружения веществ, стимулирующих биосинтез целевого продукта и выявление их ауторег/ляторноп роли.
-
Исследование влияния, оказываемого ^.уторегулягорами на роет и би-осштетическую активность культуры микроорганизмов при различных условиях культивирования.
S. Выдг-лени*1 и очистка ;Іл:з!і'--'Л0Г'!ічеекн активних агаом^таболиі-' і; ^рон,-:-ч-:; л б;іі:тер::н ;і ниеле.лок-ипк- их химическое прнро.ш.
4. Исследование влияния физиологически активных экаометаболитов на
мегаюлиэм микроорганизмов. Б. Поиск путей практического использования зкаометаболитов для улучшения показателей ферментационного процесса.
Научная новизна: Обнаружено, что в процессе роста дрожжей С. utilis и бактерий С. glutamioum синтезируются и выделяются ъ среду метаболиты, оказывающие стимулирующее действие на рост соответствующих куль-тур(В-12%) и накопление лизина у С. glutamioum( 10-15). Максимальная продуктивность аутостимуляторов у дрожжей сопряжена с экспоненциальной фазой роста культуры.
Впервые показано, что аутостимуляторы дрожжей и бактерий по сво-6й химической природе представляют собой гликопротеины. Установлено, что активное начало стимуляторов дрожжей и бактерий локализовано в двух фракциях о ИМ. для С. utiljs 9 и 39 кДа, а для С. glutamicum с 14 И АЪ кДа.
Показано, что стимулирующий эффект экзометаболитов зависит от концентрации вносимых ауторегуляторов, условий культивирования, состава среды роста и количества вносимого инокулята. Эффект стимулирования роста и синтетической активности дрожжей и бактерий выражается в: а) сокращении лаг-фазы, б) увеличении экономических коэффициентов, в) увеличении выхода целевого продукта.
Установлен аминокислотный и углеводный состав аутостимуляторов, их биологическая и гемагглютиннріуюшвя активность.
Выдвинуто предположение, что стимуляция роста дрожжей под влиянием внеклеточных гликопротеинов опосредуется через одекилатциклааную систему.
Практическая ценность: Предложен возврат фракции культуралыюй жидкости, содержащей стимуляторы биосинтеза .-;:п;:::а, на ст?:г,:ет ферментации в производстве кристаллического лизкна. Г.:аос:-«тг?і!:.-! гогможные технологические решения, обеспечивающие увеличении выхода лизина.
Рассматривается возможность для разработки технологического приема культивирования дрожжей, предусматривающего использование мальк объемов инокулятас внесением ростстимулируюших ауторегуляторов.
Объем и структура диссертации: диссертация состоит из веєдєния, обзора литературы, описания объектов и методов исследования, изложения экспериментальных результатов и их обсуждения, выводов. Работа изложена на/3-? страницах машинописного текста и иллгастрирова-на_2рисунками и ^таблицами. Библиография включает 240 названий работ, из них 178 на иностранных языках.