Вакансия - продуцент

Продуцент, суперпродуцентСинтезировать янтарную кислоту для своих нужд способны почти все живые существа. Но для ее промышленного получения нам нужен суперпродуцент, то есть организм, в котором синтез янтарной кислоты происходит без всякой меры. Найти такой непросто, но даже на этом трудности не заканчиваются.

Например, достаточно много янтарной кислоты способен выделять плесневый гриб Aspergillus niger. Если его культивировать, ограничивая доступ кислорода, то он способен продуцировать до 1,5 моль янтарной кислоты на моль глюкозы. Это очень хороший показатель, но объектом промышленного интереса A. niger так и не стал, поскольку выделяет много побочных продуктов. 

Кроме того, грибы относятся к эукариотам и поэтому синтезируют янтарную кислоту внутри митохондрий — органелл, которые отвечают за окисление веществ и выработку энергии. Чтобы выйти за пределы гриб- ной клетки, янтарной кислоте надо пре- одолеть две мембраны — самой клетки и митохондрии. У бактерий же янтарная кислота синтезируется непосредственно в цитоплазме, поэтому продукт более доступен. Хотя грибы все-таки имеют одно, но важное преимущество перед бактериями — они устойчивы к кислой среде. Это пытаются использовать ис- следователи, работающие с дрожжами родов Saccharomyces или Yarrowia.

Пока же главный объект интереса ученых — бактерии. Микроорганизмы, перспективные для синтеза янтарной кислоты, удалось выделить из необычного источника — одного из отделов желудка жвачных животных. Условия жизни там весьма специфичны. Во-первых, почти отсутствует кислород, что делает возможным процессы брожения. Во-вторых, там относительно много углекислого газа, метана и даже водорода — то есть условия скорее восстановительные, чем окислитель- ные. В-третьих, содержимое желудка богато витаминами, аминокислотами и факторами роста. Все это привело к появлению необычных видов бактерий, среди которых наиболее интересны для промышленного использования Actinobacillus succinogenes, Anaerobiospirillum. succiniproducens, Mannheimia succiniproducens и Bacteroides fragilis. Все они умеют производить смесь органических кислот и способны использовать СО2 как источник углерода наряду с сахарами. Но самый богатый источник продуцентов для биотехнологии — это генная инженерия. Она позволяет не только улучшать природные штаммы, но и создавать уникальные микроорганизмы с заданными свойствами.

Так, ученые превратили в продуцентов янтарной кислоты кишечную палочку, orynebacterium glutamicum и дрожжи Saccharomyces cerevisiae. Именно эти биообъекты знакомы генным инженерам лучше всего, поэтому и работать с ними наиболее удобно. Забегая вперед, скажем, что сегодня в установках по производству янтарной кислоты используют в основном генно- модифицированную кишечную палочку или штаммы A. succinogenes. Почему именно их — попробуем разобраться.