Диссертация (1091617), страница 8
Текст из файла (страница 8)
Помимо выделениялетучих соединений, дрожжи также влияют наорганолептическиесвойства мяса [63].Одним из направлений использования дрожжей D. hansenii вбиотехнологии является производство ксилита из D-ксилозы. Ксилит, вкачествеподсластителя,являетсяважнымсырьемвпищевойпромышленности для производства сахара и кондитерских изделий.Преобразование ксилозы в ксилит дрожжами Debaryomyces hanseniiизучено достаточно широко [64]. В качестве сырья можно использоватьпентозы и гексозы, как в отдельности, так и в смеси. Наличие гексоз, вчастности глюкозы, не препятствует преобразованию пентоз, таких какксилоза. Это интересное свойство нуждается в дальнейшем исследовании,так как позволяет использовать для синтеза ксилита смесь сахаров.Еще одним ценным продуктом, синтезируемым дрожжами D.hanseniiявляется D-арабинитол.
Его выделение было обнаружено встационарной фазе роста наряду с выделением рибофлавина [51].481.3.2 Особенности дрожжей Arxula adeninivoransДрожжиArxulaявляютсяadeninivoransнепатогенными,гаплоидными, диморфными аскомицетами и представляют интерес длябиотехнологии [65]. Отличительной особенностьюadeninivoransявляется быстраядрожжей Arxulaадаптация к изменениям условийокружающей среды. Первоначально дрожжи вида Arxula adeninivoransвыделены в 1984 году из почвы, и отнесены к виду Trichosporonadeninivorans. Для выделенного штаммаCBS 8244T характерноиспользование в качестве единственного источника энергии и углеродааденина,некоторых пуриновых соединений и аминов.
Похожие посвойствам штаммы дрожжей выделены изгидролизата древесины вСибири, из силоса кукурузы в Нидерландах, а также из почвы богатойперегноем в Южной Африке [66].Подробное описание физиологии дрожжей Arxula adeninivoransпредставлено в работе [67]. Эти дрожжи способны усваивать нитраты, сиспользованием нитрат-редуктазы и нитрит-редуктазы. Онимогутиспользовать широкий спектр соединений в качестве единственногоисточника энергии и углерода, в том числе аденин, мочевую кислоту (7,9дигидро-1H-пурин-2,6,8(3H)-трион), бутиламин, пентиламин, растворимыйкрахмал, мелибиозу, мелицитозу, пропиламин, гексиламин.
Дрожжи A.adeninivorans быстро усваивают все сахара, многоатомные спирты иорганические кислоты, кроме инулина, лактозы, лактата и метанола. Вкачестве источника азота ассимилируют любые соединения, используемыев стандартных тестах на ассимиляцию, кроме креатина и креатинина [68].ДляутилизациисубстратаА.adeninivoransвырабатываетмногочисленные секреторные ферменты, в том числе РНКазы, протеазы,липазы, глюкоамилазы, танназы, инвертазы, глюкозидазы, ксилозидазы,некоторые фосфатазы и целлобиазы.ОсобенностьюклетокArxulaadeninivoransявляетсятермотолерантность, так показано, что они способны к росту при49температуре до 48°C и могут выживать при температуре до 55°C. Приповышенных температурах данным дрожжам свойственно проявлениедиморфизма: при температуре до 42°C дрожжам свойственно почкование,а при более высоких температурах образуется мицелий.
Данное явлениедиморфизма является обратимым, и при понижении температуры до 42°Cвозобновляетсяпочкование.Данныеморфологическиеизменениясопровождаются изменением в секреции, так мицелиальные культурынакапливают двукратный избыток белка, а активность ферментовглюкоамилазы и инвертазы возрастает в 5 раз, по сравнению спочкующимися клетками.
Благодаря таким особенностям дрожжи Arxulaadeninivorans имеют большой биотехнологический потенциал, в качестведоноров генов при создании новых штаммов [69].Дрожжам Arxula adeninivorans свойственно проявление диморфизмав присутствие NaCl, ионов Fe (II), Cd (II), а также в анаэробных условиях.Так, в присутствии высоких концентраций Fe (II) (> 2 мкМ), почкующиесяклетки накапливают железо в концентрациях до семи раз выше, чем вмицелиальной форме, а при низких концентрациях Fe (II) (<2 мкМ), обатипа клеток накапливаются одинаковое количество железа. Но надиморфизм клеток не оказывает влияние рН-среды, источник углерода иионы Ca2+.
Дрожжи А. adeninivorans являются осмотолерантными и могутрасти в средах содержащих 3,4 М (10%) NaCl . При концентрации NaClвыше, чем 3,4 М уменьшается удельнаяскорость роста, наблюдаетсяболее длительный этап адаптации и уменьшение количества клеток встационарной фазе роста [70]. В то же время NaCl вызываетвнутриклеточное накопление глицерола в экспоненциально растущихклетках, а также уменьшение концентрации внутриклеточной трегалозы встабильных клетках и снижение концентрации белка в культивационнойсреде.50Заключение по разделуРассматриваемые в разделе дрожжи D.
hansenii и А. adeninivoransобладают ценными биотехнологическими свойствами, так целые клеткидрожжейявляютсяэффективнымибиокатализаторами,посколькуустойчивы к негативным факторам окружащей среды и способны окислятьширокий спектр органических веществ. Дрожжи D. hansenii и А.adeninivorans относятся к осмотолерантным дрожжам, что позволяет ихиспользовать в качестве биокатализаторов в сильносоленых средах, атакже при анализе морской воды.1.4 Методы иммобилизации клетокИммобилизация биокатализаторов – это фиксация ферментов иликлеток в некоторой фазе, чаще всего нерастворимой, отделенной от другойфазы (раствора), в которой находятся молекулы субстрата и (или)продукта, причем возможен перенос этих молекул [4]. Для иммобилизациимогут быть использованы адсорбенты органической (хитин, альгинат) илинеорганической(глины,кремнеземы)природы,неорганическиеносители(углеродныематериалы,синтетическиеполимеры(полиэтилен,искусственныекерамика)полиамид,иполиуретан,поливиниловый спирт).Основные требования, предъявляемые к материалам, которыеприменяют в качестве носителя для иммобилизации, сводятся кследующим: надежное удержание ферментов или клеток носителем; высокая механическая, химическая и биологическая устойчивость,обеспечивающаядлительнуюэксплуатациюпрепаратов;51иммобилизованных минимизация или исключение температурных и осмотическихстрессов, а также контактов биоматериала с токсичными веществами впроцессе иммобилизациидля сохранения активности ферментов иферментных систем; возможность создания экономичных, простых в создании ивоспроизводимых рецепторных элементов при серийном производстве; материал носителя не должен создавать диффузионных препятствиймассообменным процессам, особенно при создании биорецепторныхэлементов на основе живых клеток высокая гидрофильность для протекания реакций в водной среде;Было замечено, что у иммобилизованных клеток в отличие отсвободных клеток суспензионных культур наблюдается повышениенаработки вторичных метаболитов, уменьшение скорости роста культурыиувеличениедлительностифункционирования[71].Процессиммобилизации может оказывать значительное влияние на образованиепродуктов вторичного метаболизма посредством модификации каквнутриклеточных физиологических процессов, так и плазматическихмембран клеток [72].Поскольку иммобилизованные клетки находятся в гетерогеннойдвухфазнойсистеме,существенноевлияниенавнутриклеточныебиохимические процессы оказывает разделение субстратов, газов, ионов,ингибиторов и продуктов между иммобилизованной и водной фазой [73].Наличие диффузионных ограничений может менять свойства клеток путемсозданиямикроусловийвнутрииммобилизованногоматрикса,отличающихся от условий в основном растворе.
Для поддержанияфизиологического состояния клеток, аналогичного состоянию свободныхклеток суспензионной культуры, необходимо свести к минимумууказанные диффузионные ограничения [73].В случае иммобилизации живых клеток следует принимать вовниманиевозможноевредноевлияние52используемыхагентовнажизнеспособность клеток, а также создание всех условий для поддержанияэтой жизнеспособности и метаболической активности. Помимо этого,химическая модификация, которой подвергаются клетки в процессеиммобилизации, может нежелательным образом изменять их свойства.Таким образом, положительные стороны при использовании мягкихусловий иммобилизации, говорят о целесообразности практическогоприменения [74].Иммобилизация путем адсорбции и включение в пространственнуюструктурубиодеградируемыхполимеровнаиболеемягкиеипредпочтительные для живых клеток способы фиксации.
Клетки можновключать в полимерную сетку путем проведения полимеризации илиреакции поперечного сшивания геля в присутствии клеток. Посколькуразмеры клеток относительно велики, то имеет смысл использованиеносителейснизкойстепеньюсшивкидлясохранениянужныхдиффузионных свойств. Также представляется возможным проведениемодификациииммобилизованныхформприроднымиполимерами,создающими защиту от разрушающих факторов среды. Например, дляформирования лекарственных средств, представляющих собой клеткикультур микроорганизмов, включенные в структуру биодеградируемогополимерамальтодекстрана,заключенныевжелатиновуюкапсулу,покрытую дополнительной ацидорезистентной оболочкой [74].Методы иммобилизации подразделяются на несколько категорий, ивыбор наилучшего не всегда очевиден.
К методам иммобилизациибиологических компонентов в биосенсорах предъявляется ряд требований:в первую очередь - надежность биорецептора, а, следовательно, анализа.Для обеспечения надежности требуются: [75]1) высокая специфичность биологического компонента;2) устойчивость системы к колебаниям температуры, ионной силы,рН, окислительно-восстановительного потенциала и химического составаокружающей среды;533) встроенное приспособление, ограничивающее загрязнение илибиологическуюдеградациюбиокомпонентаилиспособаегоприсоединения;Метод иммобилизации можно считать пригодным, если послеприсоединениякносителюбиологическиекомпонентысохраняютактивность и стабильность.Существуют пять основных методов иммобилизации биологическихматериалов: адсорбция, капсулирование – удерживание с помощьюмембраны, включение в гель или другую матрицу на поверхностипреобразователя,сшивкабиомолекулмеждусобой,ковалентноесвязывание с поверхностью преобразователя (рисунок 8).включениеадсорбцияковалентное связываниекросс-сшивкааффинное связываниеРисунок 8.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
