M. ammoniaphilum
1) Con đường amine hóa khử
œ-Ketogiutaric acid+NH,'+NADPH; #32m> “S322229%° Gluamic acid+ HạO+
NADP
NADPH; được lấy từ phản ứng:
i2Oocirate dchydrogenase
——=—
NADP NADPH;
Ísocitrate Œœ-Ketoglutaric acid + CÔ;
lransaininase Giuntamuc acid + œ—RKeto acid
œ~Eetoglutaric acid + Amino acid
Tuy nhiên, quá trình tổng hợp glutamic acid Ở các vi sinh vật được sử dụng
trong lên men gluftamic acid là quá trình sinh tổng hợp thừa. Có bốn nhân tố dẫn đến sự sinh tổng hợp thừa, bao gồm:
(1) Thiếu œ-ketoglutaraie dehydrogenase. Trong các chủng sẵn xuất thường không có hoặc hoạt tính của enzyme này rất thấp. Do đó, œ-ketoglutarate
không được phân giải tiếp theo chu trình TCA để tạo thành succinate mà bị
amine hóa để hình thành glutamic acid.
(2) Amine hóa khử œ-ketogiutarate nhờ hàm lượng cao của glutamate dehydrogenase đặc hiệu với NADPH¿. Enzyme này nhận được NADPH; từ phản
ứng của isocitrate dehydrogenase cùng chuyển hóa với NADP. Trong quá trình amine hóa khử, NADP cần thiết cho sự loại hydro của isocHrate sẽ được tái tạo.
(3) Khép kín chu trình TCA nhờ các phản ứng bổ sung là các phản ứng tạo
thành oxaloacetate cân thiết cho tổng hợp citrate. Sự tổng hợp acid Ca -
dicarboxilic xảy ra nhờ quá trình carboxyl hóa pyruvate hay phosphoenolpyruvate
tạo thành malate hay oxaloacetate. Ngoài ra, malate còn có thể được tổng hợp nhờ chu trình glyoxylate.
(4) Thay đổi khả năng thấm của màng tế bào đối với glutamic acid do thiếu
biotin hoặc do tác dụng của penicilline cũng như qua tác dụng của acid béo [9].
Glucose
|
Glucose-6-phosphate
Triose phosphate Pentose phosphate
o # GLYCOLYSIS \ * œ ”. PENTOSE PHOSPHATE CO2 Ỷ Pyruvae ——=”————————> Acetyl-CoA 007) COz Oxaloacetate coOza Citrate Acetyl-CoA Malate TỜN px \ Glyoxylate F SN lsocitrate COa ẢNG œ-Ketoglutarate NADPI2 NADP NH4* Glutamic acid
Sơ đô 1.2. Sinh tổng hợp ghưamic acid từ gÌucose [22]
Ghi chú : Các đường liền nét thường diễn ra dưới điều kiện lên men.
1.1.2.7. Đông học quá trình lên men øÌ|ufamic acid
Lên men gÌutamic acid trong công nghiệp là quá trình lên men theo mẻ, có
thể coi là một hệ thống kín. Quá trình lên men được bắt đâu từ khi vi sinh vật được cấy vào nổi lên men sau khi môi trường đã được chuẩn bị (thanh trùng, làm
nguội đến nhiệt độ thích hợp). Không khí được đưa vào nổi lên men liên tục một
cách vô trùng nhờ hệ thống lọc khí. Ngoài ra, chất phá bọt và NHạ cũng được đưa
một cách vô trùng vào nôi lên men trong suốt quá trình nuôi cấy để hạn chế sự hình thành bọt và kiểm soát pH của dịch lên men. Trong điều kiện nuôi cấy vô
trùng và đảm bảo các điều kiện môi trường (pH, độ thông khí, nhiệt độ) một cách thích hợp, vị sinh vật sẽ phát triển theo các giai đoạn như sau:
- Pha lag
Pha này bắt đầu từ lúc cấy vị sinh vật vào môi trường cho đến khi vì sinh vật
phân chia. Trong pha này, vi sinh vật chưa phân chia và không có sự sinh tổng hợp dư thừa glutamic acid mà chỉ có sự tổng hợp các amino acid, protein, nucleic acid... cần thiết cho sự tăng trọng của tế bào. Độ đài của pha lag phụ thuộc vào
ba yếu tố là giống vi sinh vật, thành phần môi trường và điều kiện nuôi cấy.
- Pha log
Đây là pha vi sinh vật sinh trưởng và phát triển mạnh nhất, được biểu thị theo lũy thừa, nghĩa là sinh khối và số lượng tế bào tăng theo phương trình:
In X=in Xạ + HỆ và log¿N = log¿Ng + ct
(Trong đó X: sinh khối tại thời điểm t; Xạ: sinh khối tại thời điểm ban đầu;