Дут в присутствии субстрата-индуктора. Так, для получения амилаз в сре-
ду вносят крахмал, рибонуклеазы – РНК, липаз – жиры, инвертазы – саха-
Розу и т.д. В результате способности синтезироваться индуцированно в
Ответ на заданный субстрат, возможно использование одной культуры для
получения различных ферментов (табл. 3.1). Это свойство широко исполь-
Зуется в промышленности для получения различных ферментов.
Репрессии синтеза фермента конечным продуктом можно избежать, не
Допуская накопления последнего. При выращивании ауксотрофных штам-
Мов на средах с дефицитом факторов роста накопления конечного продук-
Та не происходит, и фермент дерепрессируется. В результате этого актив-
ность целевого фермента удается повысить многократно (табл. 3.2). Дере-
Прессии синтеза ферментов можно добиться, выращивая частичный аук-
Сотрофный организм, который медленно растет на минимальной среде. Но
Стимулируется ростовым фактором. Возможно получение конститутив-
Ных мутантов, которые не репрессируются конечным продуктом. Такие
Мутанты получают, адаптируя организмы к токсическому аналогу конеч-
Ного продукта с последующей селекцией на устойчивость.
Многие ферменты, в основном катаболического индуцибельного типа,
Репрессируются при быстром росте клеток на легко утилизируемом суб-
Страте. Для того чтобы избежать катаболитной репрессии, в среду не вно-
Сят репрессирующий субстрат, и применяют мутанты, устойчивые к ката-
Болитной репрессии.
Выход ферментов можно увеличить также с помощью новейших мето-
Дов биотехнологии. С помощью плазмид или трансдуцирующих фагов
Можно увеличить копийность генов, кодирующих синтез целевых фер-
Ментов. Усиление экспрессии генов возможно также в результате включе-
Ния сильных промоторов в ДНК.
Помимо генетического фактора, огромное влияние на продукцию фер-
Ментов оказывают состав среды и условия культивирования микроорганиз-
Мов. При этом не только наличие индуктора в среде способно увеличить
Выход фермента. Чрезвычайно важным является качественный и количест-
Венный состав питательных сред. Например, большинство видов плесневых
Грибов рода Aspergillus хорошо растут на достаточно простой синтетиче-
Ской среде Чапека с сахарозой и нитратом. Для синтеза амилазы, однако,
Сахарозу следует заменить крахмалом и увеличить концентрацию углерода
И азота в среде. После этого активность фермента возрастает в 3 раза. До-
Т а б л и ц а 3 . 1
Синтез протеолитических ферментов в глубинной культуре Actinomyces fradiae
На средах с различными индукторами (по Р. В. Фениксовой, 1973)
Состав среды Рост, Белок, Активность, ед./мл
ч мг/мл Казеиназа Эластаза Кератиназа
Соли, шерсть 72 0.5 0.1 0.2 0.2
Соли, крахмал, шерсть, янтарная кислота 72 0.9 1.5 2.9 3.4
Соли, крахмал, рог, янтарная кислота 72 1.1 2.3 5.3 6.0
Соли, крахмал, соевая мука 96 1.7 4.8 9.9 8.9
Т а б л и ц а 3 . 2
Дерепрессия биосинтетических ферментов при ограниченном питании ауксотрофов
Факторами роста (по Wang e.a., 1983)
Фактор роста Дерепрессированный фермент Увеличение активности
Лейцин Синтетаза гидроксиуксусной кислоты в 40 раз
Тиамин 4 фермента тиаминового синтеза до 1500 раз
Биотин 7-окси-8-амино-пеларгонат
Аминотрансфераза
В 400 раз
Бавление аминокислот в виде экстракта солодовых ростков выход фермента
повышает дополнительно в 4–5 раз. Оптимизируя состав питательной сре-
ды, можно повысить активность амилазы более чем в 500 раз (табл. 3.3).
При подборе состава среды учитывают все факторы: вид и концентра-
Цию источника углерода и энергии, факторы роста, минеральные элементы,
Индуцирующие субстраты. В качестве источников углерода и азота чаще
всего применяют различное природное органическое сырье: крахмал, куку-
Рузный экстракт, соевую муку, гидролизаты дрожжевых биомасс. Помимо
Источника углерода, азота и факторов роста, большое влияние на синтез
Ферментов оказывают минеральные соли магния, марганца, кальция, железа,