Использование продуктов микробного синтеза в сельском хозяйстве
Департамент внутренней и кадровой политики Белгородской области Областное государственное автономное образовательное учреждение «Корочанский сельскохозяйственный техникум»
Доклад
По дисциплине «Микробиология, санитария и гигиена»
Тема доклада «Биотехнология получения аминокислот, белков»
Работу выполнил студент 31-т группы
Специальности «Технология производства и переработки с/х продукции»
Пештерян Егор Григорьевич
Проверил:
Киданова Т.Ф
Короча 2020
Содержание:
1. Введение………………………………………………………………….…… стр 3
2. Значение незаменимых аминокислот............................................................стр 3-4
3. Продуценты белков и аминокислот……………………………...................стр 4-5
4. Использование продуктов микробного синтеза в сельском хозяйстве……………………………………………………………………..стр 5-6
5. Список используемой литературы…………………………………………....стр 6
Введение.
Незаменимые аминокислоты — необходимые аминокислоты, которые не могут быть синтезированы в том или ином организме. Для разных видов организмов список незаменимых аминокислот различен. Все белки, синтезируемые организмом, собираются в клетках из 20 базовых аминокислот, только часть из которых может синтезироваться организмом. Невозможность сборки определённого белка организмом приводит к нарушению его нормальной работы, поэтому необходимо поступление незаменимых аминокислот в организм с пищей. [1]
|
|
|
Незаменимыми для взрослого здорового человека являются 8 аминокислот: валин, изолейцин, лейцин, лизин, метионин, треонин, триптофан и фенилаланин; также часто к незаменимым относят гистидин[2][3]; (F V T W M L I K H). Для детей также незаменимым является аргинин.
6 других аминокислот (R C G Q P Y) считаются условно незаменимыми в питании человека, что означает ограниченные возможности их синтеза в зависимости от состояния организма, например у новорожденных и больных людей.[4].
5 аминокислот (A D N E S) — заменимые у человека, означает что они могут синтезироваться в достаточных количествах в организме.[4]
Значение незаменимых аминокислот
Гистидин играет важную роль в образовании гемоглобина крови. Его недостаток приводит к снижению уровня гемоглобина в крови.
Валин – При недостаточном поступлении у лабораторных животных отмечаются расстройства координации движений, гиперестезия.
Изолейцин наряду с лейцином входит в состав всех белков организма. Отсутствие изолейцина в пище приводит к отрицательному азотистому балансу, к замедлению процессов роста и развития.
Лизин. Недостаток в пище лизина приводит к нарушению кровообращения, снижению количества эритроцитов и уменьшению в них гемоглобина. Происходит также ряд изменений в печени и легких.
|
|
|
Метионин основной донатор метильных групп, которые используются организмом для синтеза холина (витамина группы В). Относится к липотропным веществам. Оказывает влияние на обмен жиров, играет важную роль в профилактике и лечении атеросклероза.
Триптофан, так же как и треонин, – фактор роста и поддержания азотистого равновесия. Участвует в образовании сывороточных белков и гемоглобина. Триптофан необходим для синтеза никотиновой кислоты.
Фенилаланин связан с функцией щитовидной железы и надпочечников. Он дает ядро для синтеза тироксина – основной аминокислоты, образующей белок щитовидной железы.
Продуценты белков и аминокислот
Специфические ферменты, регулирующие биосинтез аминокислот, широко распространены у бактерий; они с определенной глубиной изучены у Escherichia coli. Salmonella typhimurium, Bacillus subtilis и прочие. У грибов, на аминокислотное лимитирование, отмечается некоординированное, параллельное возрастания уровня ферментов, катализирующих реакции биосинтеза различных аминокислот. Этот « общий контроль биосинтеза аминокислот » был также назван « метаболическим интерблоком », или « перекрестнопутевой регуляцией », впервые выявленной у Neurospora crassa в 1965 году М. Карсиотисом и сотрудниками, а позднее - у Saccharomyces cerevisiae, Aspergillus nidulas и других грибов.
|
|
|
В гиперпродукции отдельных аминокислот культурами Escherichia coli, Serratia marcescens и другие важную роль играют Feedak - репрессия, например, при биосинтезе ароматических аминокислот на последних стадиях.
В любом живом организме аминокислоты расходуются прежде всего на биосинтез первичных метаолитов - ферментных и неферментных белков. Следовательно, кроме биосинтеза аминокислот de novo, возможен другой путь их получения, а именно - из гидролизатов соответствующих белков ( триптофан разрушается при кислотном гидролизе ), в том числе из нативной биомассы микробных клеток.
Природные аминокислоты являются, как правило, оптически активными L - и D - формами, которые трудно разделить. Вот почему микробный синтез с помощью коринебактерий и некоторых других микробов является ныне основным и экономически выгодным. Первое место здесь по праву занимает Япония, где лишь глутаминовой кислоты изготавливается свыше 100 тысяч тонн в год; большинство природных незаменимых аминокислот производит фирма «Такеда». С. Киношита, впервые в 50-е годы открывший и доказавший перспективность микробного синтеза, уже 1963 году признавал: «Мало сомнения в том, что недалеко то время, когда с помощью микроорганизмов будет возможно производить все известные аминокислоты». Это время наступило уже к 70 -м годам. Получены микробы - суперпродуценты из родов Brevibacterium, Corynebacterium, Micrococcus и другие, с помощью которых освоено крупнотоннажное производство не только глутамата, но и L - лизина, L - валина, L - гистидина и других. При суперпродукции уровень экспрессии клонированного гена выражается в синтезе специфического белка в количестве 2 % от всех растворимых белков клетки - хозяина. В настоящее время имеются продуценты, у которых количество синтезируемого специфического белка достигает 10-15% (здесь важнейшую роль играют многокопийные плазмиды, несущее встроенный гены). Генно - инженерными методами во ВНИИ генетики и селекции промышленных микроорганизмов ( Москва ) был получен штамм Escherichia coli, обладающий сверхпродукцией L - треонина (30 г / л за 40 часов ферментации ).
|
|
|
Использование продуктов микробного синтеза в сельском хозяйстве
1.Синтез кормового белка и аминокислот
Корма, содержащие недостаточно протеина, незаменимых аминокислот и витаминов, неэффективны и невыгодны. Расход их для получения той или иной животноводческой продукции повышается в несколько раз. В условиях интенсивного ведения хозяйства важно не только обеспечить достаточное валовое производство кормов, но и получать корма с высоким содержанием в них белка и сбалансированными по аминокислотному составу. Белковый и аминокислотный обмен различен у жвачных и нежвачных животных. Упоследних желудок однокамерный, и микрофлора их желудочно-кишечного тракта проявляет свою активность в кишечнике. Существенных синтетических процессов микробиологического характера в желудке нежвачных животных не протекает. Под влиянием желудочного сока здесь из белков корма образуются аминокислоты, и осуществляется реакция переаминирования. Однако такие незаменимые аминокислоты, как лизин, треонин, аргинин, в результате переаминирования не синтезируются вовсе или синтезируются в таком малом количестве, что это не имеет практического значения. Поэтому для нежвачных животных данные аминокислоты в необходимых количествах должны присутствовать в пищевом рационе. В СНГ микробиологическим способом получают лизин. Для синтеза L-лизина используют культуру Brevibacterium sp., в качестве сырья — уксусную кислоту, минеральные соли, мелассу, кукурузный экстракт и некоторые отходы пищевой промышленности. Лизин выпускается в виде жидкого концентрата (ЖКЛ), сухого концентрата (ККЛ) и кристаллического препарата.
2.Синтез микроорганизмами витаминов и ферментов
Витамины представляют собой группу низкомолекулярных органических соединений, необходимых для поддержания жизни животных, организм которых должен получать их с кормом. Отдельные витамины (например, витамин С) организм животного может синтезировать. У взрослых жвачных животных витамины комплекса В и витамин К синтезируются микрофлорой рубца в достаточном количестве. Животные-копрофаги (например, кролики) получают витамины, поедая собственный кал, в котором бактерии накапливают значительное количество витаминов. Однако в ряде витаминов животные нуждаются, а в обычном корме их не хватает. Это относится прежде всего к витамину Bi2, каротину и в некоторой степени к витаминам группы В, которые особенно требуются для откорма свиней и птицы. Производство некоторых витаминов в промышленном масштабе может быть осуществлено микробиологическим путем. В СНГ в промышленном масштабе производят витамин B12(цианкобаламин). Синтез витамина B12 ведут по методу, разработанному Институтом биохимии имени Баха АН СНГ. Как субстрат используется ацетонбутиловая барда — отход бродильной промышленности. Процесс осуществляется метановым брожением при температуре 50°С. непрерывным методом. В субстрате образуется ряд продуктов, в том числе витамин В12 и метан. Сброженная барда поступает в выпарной аппарат, где сгущается, а затем в сушку и расфасовку
Список используемой литературы
· Производство белка микроорганизмов: http://www.biotechnolog.ru/prombt/prombt6_1.htm
· Микробиологическое получение целевых продуктов. Аминокислоты. Продуценты: https://studopedia.net/7_38203_mikrobiologicheskoe-poluchenie-tselevih-produktov-aminokisloti-substrati-i-produtsenti-regulyatornie-i-auksotrofnie-mutanti--produtsenti-aminokislot.html
· Синтез кормового белка и аминокислот: https://agroinf.com/mikrobiologiya/ispolzovaniye-produktov-mikrobnogo-sinteza-dlya-kormleniya-zhivotnykh/sintez-kormovogo-belka-i-aminokislot.html
· Биологическая роль незаменимых аминокислот: https://studopedia.su/6_42782_biologicheskaya-rol-nezamenimih-aminokislot.html
Дата добавления: 2022-11-11; просмотров: 31; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!