CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT PROTEIN
7.1.Mục đích yêu cầu
Từ những hiểu biết về kiến thức rất cơ bản về bản chất, ý nghĩa của protein, cùng với các phương pháp chiết rút, tách tinh sạch protein thông thường qua các chương đã được giới thiệu ở trên, trong chương này chúng tôi muốn giới thiệu công nghệ sản xuất một số protein từ các nguồn nguyên liệu khác nhau. Trong đó ưu tiên đề cập đến sản xuất một số loại protein tái tổ hợp. Qua chương này yều cầu sinh viên nắm được nguyên tắc chung và các bước chính của một quy trình sản xuất, trước khi đi vào những vấn đề cụ thể chúng ta cần tìm hiểu thêm một số vấn đề sau đây:
7.1.1. Ý nghĩa của protein đối với quá trình sinh học
Như chúng ta đã biết, mọi sinh vật tồn tại được nhờ luôn gắn với điều kiện của môi trường thông qua quá trình trao đổi chất. Quá trình trao đổi chất bao gồm nhiều khâu chuyển hoá trung gian, mỗi chuyển hoá trung gian là một mắt xích của các quá trình đồng hoá và dị hoá. Trong các quá trình sinh học đó, ngoài các chất glucid và lipid thì protein và các sản phẩm thứ cấp của nó đóng vai trò hết sức quan trọng, tạo nên một chu trình trao đổi chất và năng lượng cho cơ thể.
Ngày nay người ta biết được 1010- 1012 loại protein khác nhau ở các dạng cơ thể sống trên trái đất. Mặc dù trong cơ thể, về cơ bản protein đóng vai trò là các thành phần cấu tạo của chất nguyên sinh và là thành phần cấu tạo chức năng của các enzyme và một số hormon, nhưng các sản phẩm phân giải của chúng vẫn được sử dụng làm chất liệu tổng hợp nhiều chất khác nhau và đặc biệt là việc cung cấp nguồn năng lượng cho cơ thể. Vì kết quả của việc phân giải amino acid tạo thành CO2, NH3, amin, cetoacid và hàng loạt trường hợp còn tạo ra những chất khá phức tạp thuộc các nhóm hợp chất hữu cơ khác nhau. Đặc biệt trong các sản phẩm đó phải kể đến các quá trình khử amin hoá oxy hoá, các amino acid được chuyển thành acid carboxylic và cung cấp hydrogen theo phản ứng chung sau đây:
Ví dụ: Khi oxy hoá proline tạo thành pyroline-carboxylic, chất này có thể phân giải theo con đường tạo thành aldehytglutamic, sau đó chuyển thành acid glutamic hoặc ornithine để cung cấp hydrogen. Bên cạnh đó proline cũng có thể oxy hoá dần dần để tạo thành hydrogenxy-proline, sau một số biến đổi để tạo thành sản phẩm tham gia trong chu trình Kreb để cung cấp ATP. Tóm lại, sự phân giải protein tiếp đến là các amino acid là các phản ứng cung cấp năng lượng cho các quá trình sinh học. Từ chỗ cung cấp hydrogen xuất phát từ nhiều loại cơ chất tạo thành một phức hệ trong trao đổi chất, tựu trung ở các cơ chất, cuối cùng dều nhường hydrogen cho chuỗi hô hấp tế bào để tạo thành các phân tử ATP- nguồn dữ trữ năng lượng cho mọi hoạt động sống của sinh vật.