लाइसिन का उत्पादन: लाइसिन के उत्पादन के विभिन्न तरीके

लाइसिन का उत्पादन: लाइसिन के उत्पादन के विभिन्न तरीके!

लाइसिन पशु और मानव पोषण के लिए आवश्यक अमीनो एसिड है। यह केवल कम सांद्रता में पौधे के प्रोटीन में होता है; इसलिए लाइसिन के अलावा संयंत्र खाद्य पदार्थों की गुणवत्ता में वृद्धि कर सकते हैं।

लाइसिन का उत्पादन आज केवल माइक्रोबियल प्रक्रियाओं द्वारा किया जाता है और इसके उत्पादन के लिए कई तरह के दृष्टिकोण विकसित किए गए हैं।

डायसीनोपिमेलिक एसिड के माध्यम से लाइसिन उत्पादन:

लाइसिन-हिस्टडीन डबल ऑक्सोट्रोफिक म्यूटेंट ओ एस्चेरिचिया कोलाई (एटीसीसी 13002) 19-24 ग्राम / 1 की उपज के साथ मोलासेस माध्यम पर डायनामोपिमिमेलिक एसिड (डीएपी) का उत्पादन करता है। सेल सामग्री सहित पूरे किण्वन समाधान, बाद में 35 डिग्री सेल्सियस पर एरोबैक्टर एरोजेन (एटीसीसी 12409) के साथ ऊष्मायन किया जाता है। 20 घंटे के बाद, डीएपी मात्रात्मक रूप से एल-लाइसिन के लिए विघटित हो गया है, एलएल-डीएपी को मेसो में बदलना चाहिए। डिकार्बोजाइलेशन चरण से पहले रेसमीकरण द्वारा फार्म।

DL-α-amino कैप्रोलैक्टम का रूपांतरण:

एल-लाइसिन में डीएल-अमीनो कैप्रोलैक्टम का एंजाइमेटिक स्कीम के अनुसार होता है।

10% DL-amino caprolactam सॉल्यूशन (pH 8.0) में Cryptococcus laurentii और Achromobacter obae की 0.1% (w / v) एसीटोन की सूखी कोशिकाओं को जोड़ा जाता है। 99.8% की रूपांतरण दक्षता 24 घंटों के बाद 40 डिग्री सेल्सियस पर प्राप्त की जाती है।

प्रत्यक्ष किण्वन:

उत्पादन उपभेदों:

Cysnebacterium और Brevibacterium के ग्लूटामिक-एसिड उत्परिवर्ती म्यूटेंट के बीच कुशल लाइसिन उत्पादक पाए जाते हैं जो कि होमोसैरिन ऑक्सोट्रोफ़्स या मेथिओनिन-थ्रेओनीन डबल ऑक्सोट्रोफ़्स के बीच होते हैं। उच्च लाइसिन उत्पादक उपभेद भी जीवों के बीच पाए जाते हैं जो लाइसिन एंटीमेटाबोलाइट S- (P-aminoethyl) - L-Cysteine ​​(AEC) के प्रतिरोधी होते हैं। सबसे महत्वपूर्ण लाइसिन-स्रावित उपभेदों सी। ग्लूटामिकम, बी.फ्लावटन, बी। लैक्टोफेरिनम, आदि हैं।

उच्च-उपज वाले उपभेदों और बी। लैक्टोफेरमेंटम, कोरिनेबैक्टीरियम, और ब्रेविबैक्टीरियम म्यूटेंट के जंगली उपभेदों के बीच प्रोटोप्लास्ट संलयन ने सुधार वृद्धि गुणों या उच्च क्षमता वाले उपभेदों का नेतृत्व किया है।

ई। कोलाई के साथ क्लोनिंग अध्ययन, एक वेक्टर के रूप में प्लास्मिड पीबीआर 322 का उपयोग करके, दिखाया गया है कि केवल तब्दील उपभेदों में जिसमें डीएपी ए होता है, जीन लाइसिन उत्पादन में महत्वपूर्ण वृद्धि करता है (6.5 ग्राम / 1)। इसलिए डीएपी ए, डायहाइड्रोडिपिकोलिनेट सिंथेज़ (डीडीपीएस) द्वारा एंजाइम को लाइसिन बायोसिंथेसिस के लिए दर-सीमित कदम के रूप में इंगित किया गया है। डीडीपीएस-एन्कोडिंग जीन के लिए वेक्टर के रूप में प्लास्मिड पीएसी 2 के साथ सी। ग्लूटामिक के परिवर्तन पर भी अध्ययन किया गया है।

जैवसंश्लेषण और विनियमन:

लाइसिन को सूक्ष्मजीवों में संश्लेषित किया जाता है या तो डायनामोपिमेलिक एसिड मार्ग या एमिनोएडिपिक एसिड मार्ग के माध्यम से। हालांकि, किसी भी एक जीव में, केवल दो विकल्पों में से एक का उपयोग किया जाता है: बैक्टीरिया, एक्टिनोमाइसेट्स, साइनोबैक्टीरिया, कुछ फियोमाइक्सेट, सभी एस्कोमाइसीट्स और बेसिडिओमाइसेटिस एमिनोएडिपिक मार्ग का उपयोग करते हैं।

हालांकि दो जीव एक ही मार्ग का उपयोग कर सकते हैं, जिस तरीके से मार्ग को विनियमित किया जाता है वह भिन्न हो सकता है।

एस्चेरिचिया कोलाई में तीन अलग-अलग नियामक प्रक्रियाएं शामिल हैं:

मैं। होमोसरीन डिहाइड्रोजनेज के दो आइसोन्ज़ाइम मौजूद हैं जो एल-मेथियोनीन या एल-थायोसिन द्वारा दमित हैं।

ii। एसपारटिओकेनेज के तीन आइसोनिजेस मौजूद हैं, एक एल-मेथियोनीन द्वारा दमन दिखा रहा है, दूसरा एल-थ्रेओनीन द्वारा एल-थ्रोनिन और एल-आइसोलेकिन द्वारा बहुसांस्कृतिक दमन दिखा रहा है, और एल-थेरेओनिन द्वारा प्रतिक्रिया निषेध के अलावा तीसरा और एल-लाइसिन द्वारा प्रतिक्रिया निषेध और दमन दिखा रहा है।

iii। डायहाइड्रोपिकोलिनेट सिंथेज़, लाइसिन बायोसिंथेसिस का पहला विशिष्ट एंजाइम, एल-लाइसिन के कारण प्रतिक्रिया निषेध दर्शाता है।

इन सभी एंजाइमैटिक प्रतिक्रियाओं के लिए, एल-लाइसिन के अतिउत्पादन को प्राप्त करने के लिए नियामक तंत्र को समाप्त किया जाना चाहिए जो इसकी व्यावसायिक तैयारी के लिए आवश्यक है।

ई। कोलाई के विपरीत, लाइसिन-उत्पादक उपभेदों के लिए विनियामक तंत्र, जैसे कि कोरिनेबैक्टीरियम ग्लूटामिकम या ब्रेविबैक्टीरियम फ़्लेवम बहुत सरल है। केवल एक एस्पार्टोकिनेज और एक होमोसरीन डिहाइड्रोजनेज है। Aspartokinase को L- थेरोनिन और L-lysine से बहुपक्षीय प्रतिक्रिया अवरोध के माध्यम से नियंत्रित किया जाता है।

वाणिज्यिक उत्पादन के लिए शर्तें:

गन्ना गुड़ का मुख्य रूप से औद्योगिक उत्पादन में कार्बन स्रोत के रूप में उपयोग किया जाता है; एसीटेट, इथेनॉल या अल्केन्स का भी उपयोग किया जा सकता है। गैसीय अमोनिया या अमोनियम लवण नाइट्रोजन स्रोतों के रूप में उपयोग किया जाता है, यूरिया का उपयोग भी किया जाता है यदि उत्पादक सूक्ष्मजीव में यूरिया गतिविधि होती है। ग्रोथ फैक्टर L-homoserine या L- threonine और L-methonine को जोड़ा जाना चाहिए, लेकिन अवांछनीय विनियामक प्रभावों से बचने के लिए उप-रूपी सांद्रता में। सोया प्रोटीन हाइड्रोलिसेट्स या अन्य सस्ती प्रोटीन स्रोतों का अक्सर उपयोग किया जाता है। इष्टतम लाइसिन उत्पादन के लिए माध्यम में बायोटिन सामग्री 30 pg / 1 से अधिक होनी चाहिए। गन्ना गुड़ में बायोटिन की मात्रा आमतौर पर काफी अधिक होती है, लेकिन अगर चुकंदर या स्टार्च हाइड्रॉलिलेट का उपयोग किया जाता है, तो बायोटिन को जोड़ना चाहिए।

सी। ग्लूटामिकम (स्ट्रेन नं। 901) के साथ गन्ने के गुड़ पर आधारित एक विशिष्ट किण्वन इस प्रकार होता है:

1. पहली बीज संस्कृति:

ग्लूकोज 20 ग्राम; पेप्टोन 10 ग्राम; मांस का अर्क 5 ग्राम; NaCl 2.5 ग्राम; नल का पानी 1 लीटर।

2. दूसरी बीज संस्कृति:

गन्ना गुड़ 50 ग्राम; (एनएच ₄ ) ₂ एसओ ₄ 20 जी; मकई खड़ी शराब 50 ग्राम; काओ ₃ 10 जी; नल का पानी 1 लीटर।

3. मुख्य संस्कृति:

गन्ना 200 ग्राम पिघला देता है; सोया प्रोटीन हाइड्रोलाइज़ेट 18 ग्राम; वॉर्नर 1 लीटर टैप करें। पीएच को aq के साथ न्यूट्रल रखा जाता है। एनएच ₃ । किण्वन की अवधि, 60 घंटे। इम्पेलर की गति 150 आरपीएम; वातन 0.6 vvm; तापमान 28 ° से।