Триптофан алу. Микробтық синтез арқылы метионин және треонин алу

Триптофан-маңызды амин қышқылы. Басқа аминқышқылдарының ішінде триптофан фармакологиялық препараттарды өндіру үшін кеңінен қолданылатын көптеген туындыларымен ерекшеленеді (семіздікті, бауыр ауруларын емдеуге, ми функцияларын қалпына келтіруге, қан қысымын реттеуге, алкоголизмді емдеуге және т.б.). Триптофанды төмен калориялы тағамдарды байыту және ғарышкерлер үшін арнайы тағам жасау үшін тиімді қолдану. Аз мөлшерде триптофан мал шаруашылығында қолданылады.

Триптофанды тағамдық және жемшөп қоспалары ретінде қолдану деңгейінің жоғарылауына оның жоғары бағасы кедергі келтіреді. Сонымен бірге триптофанға деген қажеттілік үнемі артып келеді. Әлемдік өндірістік тәжірибеде триптофан микробиологиялық және химиялық әдістермен алынады. Химиялық өндіріс әдісі акрилонитрилден аминқышқылының ракемиялық формасын алуға мүмкіндік береді (Жапонияда жылына шамамен 80 тонна триптофан өндіріледі). Алайда, оптикалық изомерлерді бөлу қымбат және уақытты қажет ететін операция болып табылады. Микробиологиялық синтез адам мен жануарлар ағзасы оңай сіңіретін аминқышқылының L-формасын алуға мүмкіндік береді.

Микроб синтезі арқылы триптофанды екі жолмен алуға болады. Бірінші әдіс бойынша фенилаланин мен тирозин жетіспейтін бактериялардың мутантты штамдарын қолдана отырып, триптофан синтезі жүзеге асырылады. Синтез үшін фенилаланин мен тирозин синтезі тізбегінде бұзылулары бар Bacillus subtilis түріне жататын бактериялық штаммдар пайдаланылады. Триптофан микробтық синтезінің екінші жолы-микроорганизмдердің ферменттік жүйелерін қолдана отырып, амин қышқылының прекурсорын триптофанға айналдыру. Антранил қышқылы прекурсор ретінде қолданылады. Candida utilis ашытқыларының ерекше штамдары антранил қышқылын индол-3-глицерофосфатқа айналдырады, содан кейін триптофансинтаза ферментінің қатысуымен сериннің қатысуымен триптофан түзіледі.

D,L-метионин, L-Лизин және L-треонин химиялық синтезі бес кезеңнен тұрады. Бастапқы заттар ретінде акролеин, метантиол және гидроциан қышқылы қолданылады. Синтездің аралық өнімдерінің бірі-сусабындар мен жуғыш заттарды өндіруде қолданылатын гидантоин-консервант. Химиялық синтез процесінде рацемат пайда болады, оны бөлудің қажеті жоқ, өйткені жоғары жануарлардың денесінде d-метионин L-метионинге айналады. Биосинтезді реттеу жолымен өзгертілген Escherichia coli мутантты штаммдары L-треониннің негізгі өнеркәсіптік өндірушілері болып табылады. Өнімнің максималды шығымдылығы 30 сағаттан кейін 80 г/л құрайды. Треонин биосинтезіне жауап беретін оперон гендері қазірдің өзінде клондалған және қазіргі уақытта өнімнің шығымдылығы одан да жоғары штаммдарды алуға бағытталған жұмыстар жүргізілуде. Жасушалар бөлінгеннен кейін культуралық сұйықтық ультрафильтрацияланады, содан кейін l-треонин кристалдану арқылы тазартылады.