Біотехнологічні продукування оцтового альдегіду шляхом конверсії екзогенного етанолу в ацетальдегід алкогольоксидазою клітин. Вплив мутацій при блокуванні ферментів метаболізму речовини. Особливість порушення глюкозно-катаболітної репресії синтезу.
Аннотация к работе
Ацетальдегід є інтермедіатом ферментації глюкози до етанолу, а також аеробної утилізації етанолу, що може розглядатися як біоконверсія. Описано процес окислювальної конверсії етанолу в ацетальдегід з використанням очищених ферментів метилотрофних дріжджів Candida boidinii - алкогольоксидази і каталази, в умовах вільного доступу повітря [Kierstan, 1982]. Здатність алкогольоксидази окислювати етиловий спирт лежить в основі більшості розроблених процесів біоконверсії етанолу в ацетальдегід інтактними клітинами метилотрофних дріжджів. Франка: Бг-436 Б “Розробка методів біотрансформації етанолу в ацетальдегід за допомогою диких і мутантних штамів дріжджів”, Бг-007 Б “Дослідження факторів, що впливають на ефективність біотрансформації спиртів до альдегідів метилотрофними дріжджами”, Бг-172 Б “Селекція та вивчення властивостей мутантів метилотрофних дріжджів з порушенням різних етапів метаболізму метанолу”, Бг-151 Д “Біохімічне, генетичне та електронномікроскопічне дослідження регуляції біогенезу пероксисом і метаболізму метилового та етилового спиртів у метилотрофних дріжджів”, Бг-007 Б “Мутанти метилотрофних дріжджів з порушенням різних етапів метаболізму спиртів та їх біотрансформація до відповідних альдегідів”. селекціонувати мутанти дріжджів H. polymorpha з блоком етанольної інактивації алкогольоксидази і дослідити ефективність біоконверсії етанолу в ацетальдегід клітинами цих мутантів, а також розробити схему біоконверсії етанолу в оцтовий альдегід клітинами мутанта H. polymorpha з порушеною глюкозною репресією та підвищеною активністю алкогольоксидази, у яких стабілізація активності фермента забезпечувалася б дією хімічних реагентів.У дисертації приведене теоретичне узагальнення і нове вирішення науково-практичної задачі продукування оцтового альдегіду, що виявляється в розробці модельної системи високоефективного біотехнологічного процесу окислювальної конверсії екзогенного етанолу в ацетальдегід алкогольоксидазою клітин регуляторного мутанта H. polymorpha, вирощених у середовищі з глюкозою. Досягнуто майже повного (96,4%) окислення етанолу в оцтовий альдегід (при 30о С в оптимальних умовах) під час інкубації клітин дріжджів у колбах на круговій качалці (200 об./хв) без додаткового постачання киснем. Виявлено позитивний вплив мутацій, які блокують активності редуктази ацетальдегіду та альдегіддегідрогенази, на ефективність біоконверсії етанолу в оцтовий альдегід інтактними клітинами мутантних штамів H. polymorpha. Найвища ефективність процесу спостерігалася при використанні клітин мутанта H. polymorpha 33-7 з пошкодженою глюкозною катаболітною репресією синтезу ферментів метаболізму метанолу, конститутивним синтезом алкогольоксидази під час утилізації глюкози і підвищеною активністю фермента. Розроблено новий метод отримання мутантів з підвищеною активністю алкогольоксидази, який полягає у використанні азиду натрію (як інактиватора фермента в результаті стехіометричного звязування з ФАД) у реакційній суміші для якісного визначення активності алкогольоксидази в колоніях дріжджів.