Amyloglycoside là một họ bao gồm nhiều chất kháng sinh khác nhau ( streptomycin, kanamycin, gentamycin…), với đặc điểm chung trong cấu trúc phân tư gồm 2 thành phần chính là nhóm amin liên kết glycoside với đường. phần lớn kháng sinh aminoglycoside đều dễ tan trong nước, có phổ kháng khuẩn rộng bền với nhiệt và pH. Điển hình của nhóm kháng sinh này là Streptomycin được Waksman tách từ dịch lên men của xạ khuẩn Streptomyces griceus ( 1944 ) dùng đặc trị bệnh lao
Về cơ chế sinh tổng hợp Streptomycin vẫn chưa biết rõ chi tiết cũng như tiền chất ban đầu, trong thành phần hóa học của Streptomycin có gôc inozit và guanidin, N-acetylglucosamine do đó những nhóm chức trên cần thiết cho môi trường lên men.
Streptomycin là kháng sinh phổ rộng, bền với nhiệt, dễ tan trong nước do đó trước đây được sư dụng nhiều trong điều trị, tuy nhiên theo thời gian người ta thấy kháng sinh này có nhiều tác dụng phụ như: giảm thính lực, suy thận… vì vậy giá trị sư dụng giảm, chỉ được chỉ định điều trị trong một sô bệnh nhiễm khuẩn đặc biệt
4.4 Tổng hợp giberellin: đây là một homone thực vật, được tổng hợp bởi nấm
Giberella fujikuroi (Fusarium moniliforme), giberellin được phát hiện khi người ta
nghiên cứu bệnh lúa von do nấm giberella ký sinh trên rễ cây lúa, có 38 loại giberellin khác nhau nhưng trong đó có hoạt tính cao nhất là acid giberellic (GA3) Chủng vi sinh vật sinh giberellin; giông vi sinh vật được dùng trong sản xuất giberellin hiện nay là Giberella fujikuroi được phân lập từ rễ của các cây lúa von thuộc nấm bất toàn sinh sản bằng đính bào tư, giberellin là sản phẩm trao đổi chất bậc hai của nấm do đó nó không có tác dụng kích thích sinh trưởng với nấm. Đa sô nấm Giberella fujikuroi phát triển tôt trên môi trường đơn giản không cần bổ sung các chất sinh trưởng, môi trường thích hợp nhất là môi trường Rolen-thom có thành phần như sau: saccharose 4-6%, tattrate amoni 0,7%, KH2PO4 0,2%, K2SO40,2%, MgSO4 0,02% , có thể bổ sung cao ngô pH=5,5 , nhiệt độ 28oC. Quá trình lên men giberellin theo kiểu lên men hai pha, hai ngày đầu gia tăng sinh khôi là chính, sản phẩm được tích lũy ở pha thứ hai sau 7 ngày.
Cơ chế sinh tổng hợp giberellin: bắt đầu từ glucose, nấm môc thực hiện quá trình hô hấp hiếu khí tạo ra acetyl CoA, ba acetyl CoA ngưng tụ tạo ra acid mevalonic, bước tiếp theo acid mevalonic được hoạt hóa bởi gôc phosphate từ ATP cho ra mevalonate pyrophosphate, từ mevalonate pyrophosphate decarboxyl hóa sẽ hình thành iso pentenyl pyrophosphate (IPPP), bôn gôc iso pentenyl pyrophosphate ngưng tụ tạo ra acid giberellic
Hình 5.6 con đường tổng hợp giberellin do nấm Giberella fujikuroi
Thu nhận giberellin từ dịch lên men: giberellin do nấm môc tạo thành được tích lũy trong dịch nuôi cấy. Sau khi kết thúc lên men dịch nuôi cấy được lọc để tách bỏ sinh khôi và các tạp chất không tan, dịch lọc đem dùng đểtinh chế giberellin. Có ba phương pháp thu nhận giberellin: hấp phụ, chiết bằng dung môi, kết tủa. Phương pháp hấp phụ qua than hoạt tính được Nhật bản áp dụng từ rất sớm, cho dịch chảy qua than hoạt tính giberellinhấp phụ trên than sau đó dùng dung môi để phản hấp phụ, dung môi thường dùng là aceton 70%, giberellin trong dung môi sẽ được cô đặc và kết tinh.
Có thể dùng dung môi như ethanol, aceton để chiết giberellin từ dịch lọc sau lên men, nhược điểm của phương pháp này là phải sư dụng nhiều dung môi.
Các muôi sắt như FeCl2, FeCl3 có khả năng kết tủa giberellin trong dịch lọc. Sau khi kết tủa ta thu được phức hợp giberellin với sắt clorua có thể sư dụng trực tiếp trong trồng trọt hoặc dùng để tinh chế tiếp
Chương 5 CÔNG NGHỆ ENZYME 5.1 Nguồn nguyên liệu thu nhận enzyme
Enzyme có mặt trong tất cả tế bào từ đơn giản đến phức tạp, tuy nhiên
không phải mọi sinh vật đều tổng hợp enzyme giông nhau, các sinh vật khác nhau có khả năng tổng hợp enzyme khác nhau, ngay trong cùng một cơ thể đa bào cơ quan này tổng hợp enzyme này nhưng cơ quan khác lại tổng hợp enzyme khác. Người ta có thể thu nhận enzyme từ động vật, thực vật, tế bào vi sinh vật.
Từ thực vật có thể thu nhân các enzyme sau:
- Enzyme β amylase từ mầm lúa mạch hoặc mầm các loại ngũ côc. - Enzyme bromelin từ quả thân chồi của dứa.
- Enzyme papain từ nhựa đu đủ. - Enzyme ficin từ quả sung hoặc vả - Enzyme catalase từ khoai tây.
Từ động vật có thể thu nhận các enzyme sau: - Enzyme α amylase từ nước bọt động vật.
- Trypsin, chimotrypsin, lipase, carboxypeptidase, elastase từ tụy động vật. - Rennin từ dạ múi khế của động vật nhai lại còn non.
- Pepsin từ màng nhầy dạ dày động vật. - Catalase từ gan.
Đặt biệt từ vi sinh vật như nấm men , nấm môc, vi khuẩn, xạ khuẩn có thể tổng hợp nhiều loại enzyme mà không thể thu nhận từ động vật và thực vật. Enzyme vi sinh vật có nhiều ưu điểm vượt trội các enzyme động thực vật do đó đây là nguồn enzyme quan trọng trong công nghệ enzyme.
Vi sinh vật được chú ý nhiều trong công nghệ enzyme do chúng có những ưu điểm sau đây:
-Tôc độ sinh sản của vi sinh vật nhanh, do đó chỉ trong một thời gian ngắn có thể thu được lượng sinh khôi lớn, từ nguồn sinh khôi vi sinh vật ta có thể thu nhận enzyme nội bào, hơn nữa trong quá trình sinh trưởng và phát triển của mình vi sinh vật cũng tổng hợp một lượng lớn enzyme ngoại bào tiết ra ngoài môi trường từ đó chúng ta có thể thu enzyme từ môi trường nuôi cấy.
-Vi sinh vật có thể tổng hợp cùng lúc nhiều loại enzyme khác nhau, đây là ưu điểm mà cũng là nhược điểm của vi sinh vật: ưu điểm là sô lượng enzyme phong phú nhưng nhược điểm là quá trình tinh sạch enzyme sau này tương đôi phức tạp.
-Vi sinh vật có thể tổng hợp được nhiều enzyme mà không có ở động thực vật, ví dụ enzyme cellulase hoặc enzyme racemase.
-Enzyme vi sinh vật có hoạt tính cao, hoạt động trong dải pH rộng, nhiều enzyme vi sinh vật có khả năng chịu nhiệt cao.
-Môi trường nuôi vi sinh vật thu enzyme thường rẻ tiền và dễ kiếm do đó góp phần hạ giá thành sản phẩm và giải quyết ô nhiễm môi trường.
-Vi sinh vật tổng hợp enzyme theo cơ chế cảm ứng (khi có mặt cơ chất trong môi trường nuôi cấy sẽ kích thích vi sinh vật sản sinh nhiều enzyme chuyển hóa cơ chất nói trên) chính vì vậy mà con người có thể điều khiển qui trình tổng hợp enzyme của vi sinh vật bằng cách bổ sung chất cảm ứng. Hơn nữa vật chất di truyền của vi sinh vật tương đôi đơn giản, do đó người ta có thể can thiệp làm biến đổi genotype của vi sinh vật theo hướng có lợi.