Размножение и метаболизм клеток. Эндо – и экзометаболиты как целевые продукты биотехнологии
Размножение бактерий – процесс, обеспечивающий увеличение числа особей в популяции. Бактерии характеризуются высокой скоростью размножения. Рост всегда предшествует размножению. Бактерии размножаются поперечным бинарным делением, при котором из одной материнской клетки образуются две одинаковые дочерние. Фазы размножение бактериальной клетки на жидкой питательной среде: 1) начальная стационарная фаза; то количество бактерий, которое попало в питательную среду и в ней находится; 2) лаг-фаза (фаза покоя); продолжительность – 3–4 ч, происходит адаптация бактерий к питательной среде, начинается активный рост клеток, но активного размножения еще нет; в это время увеличивается количество белка, РНК; 3) фаза логарифмического размножения; активно идут процессы размножения клеток в популяции, размножение преобладает над гибелью; 4) максимальная стационарная фаза; бактерии достигают максимальной концентрации, т. е. максимального количества жизнеспособных особей в популяции; количество погибших бактерий равно количеству образующихся; дальнейшего увеличения числа особей не происходит; 5) фаза ускоренной гибели; процессы гибели преобладают над процессом размножения, так как истощаются питательные субстраты в среде. Накапливаются токсические продукты, продукты метаболизма. Этой фазы можно избежать, если использовать метод проточного культивирования: из питательной среды постоянно удаляются продукты метаболизма и восполняются питательные вещества.
|
|
|
Накопление биомассы и ее переработка для получения клеточных компонентов и эндометаболитов.
Глубинный способ культивирования микроорганизмов позволяет получать за короткое время большое кол-во бактериальной массы и продуктов метаболизма. Его можно контролировать аэрацией, подачей тепла или хладоагента. Для роста биомассы необходимо соблюдать условия: посевной материал должен быть жизнеспособный; наличие источников энергии; качественные пит. среды и отсутствие ингибиторов роста.Прикультивировании целесообразно использовать посевную дозу в кол-ве 10% от ожидаемого конечного накопления. Общая биомасса — это концентрация микроорганизмов или клеток на плотной или жидкой пит. среде. При культивирование ее измеряют определяют вес сухой биомассы или методом подсчета клеток.
Ферментативная активность микробных клеток и тканей растений и животных.
Ферменты - катализаторы биологических процессов. Характерным свойством ферментов является их специфичность. Каждый фермент участвует только в определенной реакции с определенным химическим соединением. Для микробов характерна высокая ферментативная активность. Это используется в промышленности. В медицине находят применение такие лечебные средства, как стрептокиназа (фибринолизин стрептококков), террилитин (протеаза Aspergillusterricola). Ферменты микробного происхождения - липазы и протеазы, входящие в состав моющих средств и стиральных порошков, расщепляют белковые и жировые загрязнения до воднорастворимых веществ, которые легко смываются водой. Системы контроля и регуляции ферментативной активности включают и адаптационные механизм, т.е., сталкиваясь с новыми питательными веществами, клетки начинают усваивать их только после синтеза ферментов. Первичные метаболиты синтезируются в экспоненциальной фазе (нуклеотиды, ферменты, витамины), в стационарной фазе и фазе отмирания - вторичные метаболиты (антибиотики, красящие вещества).
|
|
|
Иммобилизация ферментов.
Сущность иммобилизации ферментов — прикрепление их в активной форме к нерастворимой основе или заключение в полупроницаемую мембранную систему. Прикрепление фермента к носителю осуществляется адсорбционно, химической связью или путем механического включения фермента в органический или неорганический гель (в капсулу и т. п.). При этом допускается прикрепление фермента только за счет функциональных групп, не входящих в активный центр фермента и не участвующих в образовании фермент-субстратного комплекса. Носитель фермента или матрица может иметь вид зернистого материала, волокнистой структуры, пластинчатой поверхности, пленок или тканей, полых волокон, трубочек, капсул и т. д. Имеет значение размер частиц носителя. Важно иметь большую поверхность, поэтому рекомендуются небольшие частицы диаметром 0,1—0,2 мм. Носитель фермента может быть, как природное вещество, так и синтетический полимер.
Дата добавления: 2018-02-28; просмотров: 1074; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!