Süksin kislotasini fermentatsiyasi - Succinic acid fermentation - Wikipedia

Mikrobial ishlab chiqarish Süksin kislotasi kabi yovvoyi bakteriyalar bilan bajarilishi mumkin Aktinobasillus suktsinogenlari,[1] Mannheimia succiniciproducens va Anaerobiospirillum succiniciproducens yoki genetik jihatdan o'zgartirilgan Escherichia coli, Corynebacterium glutamicum va Saccharomyces cerevisia. Ushbu organizmlarning markaziy uglerod metabolizmini tushunish substrat sifatida ishlatilgan uglerod manbai bo'yicha sukkinik kislota olinadigan maksimal hosilni aniqlashda juda muhimdir.

Metabolik yo'llar

Biyokütle hosil qilish uchun ishlatiladigan uglerodga (ishlatilgan umumiy uglerodning ozgina qismi) e'tibor bermaslik biokimyo muvozanatlar belgilangan metabolik yo'llar asosida amalga oshirilishi mumkin[2] bu organizmlarning Foydalanish glyukoza substrat sifatida tabiiy ravishda sukkinik kislota ishlab chiqaruvchilari ko'rib chiqiladi. Ushbu organizmlar ekskretsiyadan foydalanadi sirka kislotasi (va ba'zan formik kislota ) sukkinik kislota ishlab chiqarishning NADH talabini muvozanatlash uchun. Shakl 1 va Shakl 2 da ko'rsatilganidek, ikkita mumkin bo'lgan yo'l mavjud. Ikkala yo'l o'rtasidagi farq piruvatning oksidlanish bosqichida joylashgan piruvat formati liaza 1-rasmda va piruvat dehidrogenaza Shakl 2da ishlangan. Shakl 2da hosil bo'lgan qo'shimcha NADH 1-rasmdagi 50% bilan taqqoslaganda molar glyukoza oqimining 66% sukkinik kislota bilan tugashiga olib keladi. Umumiy hosilni shaklda ko'rsatilgan yo'l massa asosida ifodalash mumkin. 1 iste'mol qilingan glyukoza grammiga 0,66 gramm süksin kislotasini (g / g) olib keladi. 2-rasmdagi yo'l 0,87 g / g hosil olishga olib keladi.

Shakl 1: Süksin kislotasini ishlab chiqarish uchun metabolik yo'l. NADH balansiga sirka va formik kislota ishlab chiqarish orqali erishiladi. Format liaza marshruti orqali piruvatning oksidlanishi.
Shakl 2: Süksin kislotasini ishlab chiqarish uchun metabolik yo'l. NADH balansiga sirka kislota ishlab chiqarish orqali erishiladi. Piruvat dehidrogenaza yo'li orqali piruvatning oksidlanishi.

Metabolizm yo'li genetik jihatdan ishlab chiqilishi mumkin, bu faqat ekskretsiya mahsuloti sifatida süksin kislotasiga ega bo'lishi mumkin.[3] Bunga oksidlovchi qismdan foydalanish orqali erishish mumkin trikarboksilik kislota aylanishi (TCA) ostida anaerob sharoitlar 3-rasmda ko'rsatilgandek, shu bilan bir qatorda, xuddi shu natijani berish uchun glyuksilat bypassidan foydalanish mumkin (4-rasm). Ikkala stsenariy uchun ham sukkinik kislota massasi asosidagi hosil 1,12 g / g ni tashkil qiladi. Bu shuni anglatadiki, nazariy maksimal rentabellik karbonat angidrid fiksatsiyasi tufayli iste'mol qilingan glyukozaga qaraganda ko'proq sukkinik kislota hosil bo'ladi.

Shakl 3: Sukkin kislotasini yon mahsulotsiz ishlab chiqarish uchun metabolik yo'l. NADH balansiga oksidlovchi TCA filiali erishiladi.
Shakl 4: Sukkin kislotasini yon mahsulotsiz ishlab chiqarish uchun metabolik yo'l. NADH muvozanati oksidlovchi glyoksilat tsikli bilan ta'minlanadi.

Adabiyotlar

  1. ^ van Xerden, KD; Nicol, W. (2013). "Actinobacillus succinogenes tomonidan doimiy sukkinik kislota fermentatsiyasi". Biokimyoviy muhandislik jurnali, 73. Nashriyotda ko'ring
  2. ^ McKinlay, J. B .; Zeykus, J. G.; Viyel, C. (2005). "Actinobacillus succinogenes haqidagi tushunchalar kimyoviy jihatdan aniqlangan o'sish muhitida fermentativ metabolizm". Qo'llaniladi va Atrof-muhit mikrobiologiyasi, 71:11. Nashriyotda ko'ring
  3. ^ van Xerden, KD; Nicol, W. (2013). "Süksin kislotasini fermentatsiyalash uchun Escherichia coli KJ134 ning doimiy va ommaviy kulturalari: metabolik oqimning tarqalishi va ishlab chiqarish xususiyatlari", Mikrob hujayralar fabrikalari, 12:80.Nashriyotda ko'ring