Hujayra va gen ingenerligi

3-Rasm. Yuksak o`simliklarda lizinning hosil bo`lish sxemasi



2-Rasm. L-lizinning hosil bo`lish sxemasi
Treoninning sintezi gomoserindegidrogenaza (GD) ga bog`liq, lizinning sintezi esa, bu aminokislotani biosintezlanish yo`li tarmog`ining birinchi fermenti-digidrodipikolinat sintetaza (DDPS) tomonidan katalizlanadi. Lizin va treoninning sintezida sintez uchun xizmat qiladigan dastlabki modda umumiy bo`lib, u asparagin kislotaning yarimaldegidi hisoblanadi va korinebakteriyalarning yovvoyi shtammlarida asosan treoninni sintezi uchun sarflanadi, chunki GD ning faolligi DDPS ning faolligiga nisbatan 15 martaga yuqori bo`ladi, ya`ni lizinning biosintezi aslida hujayraning treonin, metionin va izoleysin bilan to`yinganidan keyin boshlanadi. Shu sababga ko`ra lizinni ko`p miqdorda ajratib olishni yo`lga qo`yish uchun bu metabolitlarni biosintezini blokada qilish lozim bo`ladi. Bunga erishish uchun esa, GD yoki gomoserinkinaza (GK) ni faolligini bo`g`ib qo`yish kerak bo`ladi. Glutamat hosil qiluvchi mikroblardan foydalanilganda, prototrof shtammlarga qarshi mutagen omillar ta`sir etdiriladi. Lizin hosil qiluvchi mutantlarning uchta sinfi ma`lum:
1. Gomoserin bo`yicha GD faolligisiz yoki treonin bo`yicha GK faolligisiz bo`lgan auksotroflar. Lizinning eng ko`p yig`iladigan (sarflangan karbonsuvning 40 % gacha miqdorda) yo`li auksotroflarning gomoserin yo`li hisolanadi. Chunki bu xil mutantlarda GD ni blokadasi treonin sintezini to`xtatadi va muhitda gomoserin (yoki treonin) ni miqdoriy jihatdan cheklab qo`yib AK ni ingibirlanishiga chek qo`yadi. Bu holatda asparagin kislotaning yarimaldegidi faqat lizin hosil qilish uchun sarflanali. Treonin bo`yicha auksotroflar kamroq mahsuldor bo`ladi, chunki GD faolligi qisman saqlanganligi sababli sintezda ishtirok etadigan dastlabki mahsulotning bir qismi gomoserin sintezi uchun sarflanadi. Coryn. glutamicumning gomoserin va treonin bilan bog`liq mutantlari mutagen (UB-nurlar, dietilsulfat, nitrozoetilmochevina) larning ta`sirida ko`p bosqichli tanlov asosida ajratib olingan.
2. Metionin va treoninga sezgir shtammlar-Brev. flavumda GD faolligi 20-50 martaga pasaygan bo`ladi, lekin shunga qaramay, bu ferment hujayraning gomoseringa bo`lgan ehtiyojini qondiradi va uni muhitga kiritish talab qilinmaydi. Bu xildagi mutantlar 20 g/l gacha lizin yig`ishi mumkin.
3. Lizinning analogorezistent protomorf produsentlari. Ularni selektiv uslub yordamida lizinning analoglari-aminoetilsistein (AES) dan foydalanib ajratib olinadi, chunki bu modda treonin bilan birgalikda korinebakteriyalarning o`sishini to`xtatadi. Bu xildagi mutantlar 15 g/lgacha lizinni yig`ishi mumkin. Hozirgi paytda analogo-rezistentlik va auksotroflik tamoyillarini birgalikda qo`shib foydalanish asosida qand lavlagisi chiqindilarini oziqa muhiti sifatida ishlatib 40g/l gacha, sirka kislotali oziqa muhitida esa 70g/l gacha lizin yig`ilishiga erishish mumkin.