Az előadás letöltése folymat van. Kérjük, várjon

Az előadás letöltése folymat van. Kérjük, várjon

Transzglikozilálás v. transzglikozilezés Termék lehet: glikozid, di-, tri-... poliszaharid. Glikozil donor : Aktiválthexóz:UDP-,GDP-glükóz hexóz-foszfát,

Hasonló előadás


Az előadások a következő témára: "Transzglikozilálás v. transzglikozilezés Termék lehet: glikozid, di-, tri-... poliszaharid. Glikozil donor : Aktiválthexóz:UDP-,GDP-glükóz hexóz-foszfát,"— Előadás másolata:

1 Transzglikozilálás v. transzglikozilezés Termék lehet: glikozid, di-, tri-... poliszaharid. Glikozil donor : Aktiválthexóz:UDP-,GDP-glükóz hexóz-foszfát, di-, tri-... Poliszaharid (és aktivált…) Akceptor: alkohol, mono-, di-...poliszaharid. melléktermék glükóz P + fruktóz szaharóz + Pi Pseudomonas Glikoziltranszferázok x : hexoziltranszferázok x: pentoziltranszferázok Helyettesítettek is! Hexózamin, metilszármazékok……

2 OH CH H OH HO H H H O CH 2 OH OH HOCH H HO H H H O CH 2 OH OH CH H OH HO H H H O CH 2 O O Aspergillusniger maltóz+maltózglükóz(1 6) glükóz(1 4) glükóz + glükóz glükóz(1 4) glükóz 2 donor akceptor

3 6 év: mikrobiológiai transzglikozilálási módszerrel több mint 30 oligoszaharidot ill. származékot szintetizáltak. Ez a szám megközelíti az E.Fischer óta kémiai módszerekkel nyert vegyületek számát. 60-as években

4 Kapszuláris poliszaharidok: CPS intracelluláris szintézis sejtfal, tok-,kapszula-nyálka nem jelentősek Extracelluláris poliszaharidok: EPS intracelluláris, vagy sejtmembránon történőszintézis vagy biotranszformációval

5 Transzglikozilálás Mikrobiális poliszaharidok: exopoliszaharidok CELLULÓZAcetobactergl CURDLÁNAgrobacteriumgl gélek,élelmipar DEXTRÁN NeuLeuconostocgl sokcélú LevánBacillus,fr (fordított!) Leuconostoc Serratia marcescens PULLULÁNPullularia pullulansgl 1,4-1,6 stat GLÜKÁNS.cerevisiaegl SCLEROGLÜKÁN NeuSclerotium glucanicum,, Sclerotium rolfsii gl ALGINÁTPseudomonas aeruginosa, Macrocystis pyrifera poli-anhidro-β D-mannuronsav (1 → 4) illetve L-guluronsav Azotobacter vinelandii FOSZFOMANNÁNHansenula capsulata XANTÁN SavXantomonas campestrisgl glükuronsav!!! Poli-β-hidroxi-butirát Alcaligenes eutrophus(Ralstonia eutropha) PHB illetve PHA-k (valerát, kaproát stb) [ O – CH - CH 2 - C ] RO FRUKTÓZ  96% SZA PHB

6 poliszaharidmikroorganizmusszerkezetfelhasználás cellulózAcetobacterlineáris β-(1→4)-glükánMikrofibrilláris élelmi rostként kurdlánAgrobacterium Alcaligenes faecalis lineáris β-(1→3)-glükán Gélek, élelmiszeripar pullulánAureobasidium pullulans, Pullularia pullulans lineáris 2*α-(1→4), α-1*(1→6)-glükán Erős rost- és filmképző (cellofán helyettesítő) szkleroglükánSclerotium rolfai, Sc. glucanicum lineáris β-(1→3)-glükán β-(1→6) elágazásokkal Festékipar gellánPseudomonas elodeaLineáris heteropoliszaharid [1] [1] -βD-Gl-(1→4)-βD-GlcA- (1→4)-βD-Gl-(1→4)- - αD-Rha-(1→3)- Agar és karragén helyettesítő, Élelmiszadalék. alginátMacrocystis pyrifera Pseudomonas aeruginosa Azotobacter vinelandii 6*βD-MannA-(1→4)- -6*βD-GlcA-(1→4) Főleg az alga eredetűt használják: enzimrögzítés, élelmiszerek [1] [1] Az első glükóz egységen O-acetil és gliceril csoport is van

7 xantán Transzglikozilálás 4 Triszaharid oldallánc:gl,glükuronsav Acetát,pyr (polielektrolit) Olajkút Élelmiszer festékek M ≥ 10 6

8 xantán Triszaharid oldallánc (polielektrolit) Olajkút Élelmiszer festékek M ≥ 10 6 Xantomonas campestris Bioszintézis: CM-on, UDP-glükóz donor, GDP-mannóz Aktivált donorokkal

9 Calcium poly-a-L-guluronate left-handed helix Oldalnézet, a H-hidakkal és Ca-mal „előlnézet”, V „alulnézet”

10 Transzglikozilálás DEXTRÁN Leuconostoc mesenteroides SZAHARÓZ + n SZAHARÓZ DEXTRÁN + n FRUKTÓZ Dextrán szaharáz EC NB.: NINCS HIDROLÍZIS A TR.GL. ELŐTT!!! Alkoholos kicsapás fruktóz Elágazás: branching enzyme Dextranáz enzim: cukoripar,(kül.moltömeg) dextrán gl + oligoszaharidok Heterofermentatív tejsavbakt. 1,6 1,3 1,4 1,2 Pharmacia: Sephadex Pharmacia →Pfizer 2006

11 Szaharóz + ((1 6)-α-D-glikozil).(n) n.D-fruktóz + ((1 6)- α-D-glikozil).(n+1) Elágazások: branching enzyme 1,3 1,4 1,2 –glikozid kötések L.mesenteroides dextrán-szaharáz n+1 n

12 Un akceptor reakció

13 A ciklodextrinek nem redukáló, kristályos, vízoldható ciklikus oligoszaharidok: 6,7 v 8 glükóz egységből állnak. Szintézis: CGTase (EC cyclodextrin glucanotransferase): α-1,4 glikozil láncokra hat, azaz keményítőből: amilózból, amilopektinből és glikogénből képes CD-t előállítani. Előbb α-amilázos kezelés.8-10% elfolyósított oldat +CGTase 55 o C, 5,8-6,6pH, szakaszos reaktor. Keverék képződik( pl: 22% α, 11% β, 5% γ), elválasztás vízoldhatóság alapján vagy szelektív adszorpcióval. Az enzimet pl. Bacillus circulans-szal állítják elő. Ciklodextrin

14

15 β-CD γ-CD Vendég molekulák: aromások, alkoholok,halidok, zsírsavak észterek, stb OH csoportok kívül Belül inkább hidrofób progeszteron

16 KONDENZÁCIÓ,ADDÍCIÓ,Csoport eltávolítás (liázok) Szimpatikus Idegizgatószer Asztma, Taxol oldallánc %

17 (diOH-Phe) (EC ) (Tyr dezaminálás) Erwinia herbicola sejtszuszpenzióval Parkinson-kór: DOPAMIN v. receptorhiány az agyban biogén amin, neurotranszmitter +enziminhibitor! Együtt a gyógyszerek

18 EC , Mitsubishi Rayon Rhodococcus rhodochrous immob. sejtjei Óriás enzimek: 4-5 alegység, D D Optimális hőmérséklet 35 o C de 10 o C-on végzik a reakciót! Kémiai eljárásEnzimes eljárás Reakció hőmérséklete70 O C0-15 O C konverzió70-80% 99,9% Töményítés a feldolgozásnál szükségesNem szükséges Energia igény (gőz,elektomos) 1,9 MJ/kg0,4 MJ/kg CO 2 termelés1,5 kg CO 2 / kg0,3 kg CO 2 / kg t/Év fehérbiotech Cu-katalízis monomer koagulátor talajkondícionáló papírgyártás Nitto:rátáplálásos eljárás U/dm 3 80 kg/m 3 h produktivitás 99,9% konverzió Szűrés, színtelenítés

19 Iparilag is alkalmazott L-aszparaginsav előállítási módszer ( Kyowa Hakko Kogyo) szakaszos és folytonos dugóáramú reaktorban megvalósított folyamatok, konverzió 99% feletti. aszpartám alapanyag Corynebact. glutamicum Brevibacterium flavum sejtekkel EC L-aszpartát-ammónia liáz ( ) E. coli enzim rögzítve, vagy Brevibacterium flavum rögzített teljes sejt Egyensúlyi keverék: 85% almasav, 15% fumársav, de: 1% oldhatóságú Ca-fumarát a szubsztrát. Ez a szintén 1% oldhatóságú Ca-maláttá alakul, kicsapódik az oldatból egyensúly eltolódik a képződés irányába (Ezt a módszert s l u r r y biokonverziónak nevezik, hasonlít a szteroid pszeudokristály fermentációra). FUMÁRSAV

20 Izomerizálás (EC 5.x.x.x) glükóz izomerizációja fruktózzá Édesség: 70-75% 200% 100% 130 % szaharóz Potenciális enzimek:

21 Izomerizálás 2 Potenciális enzimek: Gl-P-izomeráz (EC D-Glucose-6-phosphate-ketol-isomerase) E.intermedia Aerobacter aerogenes Aerobacter cloaceae Glükóz-izomeráz (EC D-glucose-ketol-isomerase) Heteroferm. tejsavbacikkis hőfokoptimum D-xylóz-izomeráz (EC D-xylose-ketol-isomerase) Bacillus coagulans (NOVO) Arthrobacter sp. (ZENECA) Actynoplanes missouriensis (GIST-BROCADES) Streptomyces albus (MILES Lab.) Előnyök: kis pH opt.(pszikóz) nagy fajlagos aktivitás hőfokoptimum 80 o C (nincs koenzim) As (arzenát) IPARI

22 Izomerizálás 3

23 Izomerizálás 4 WHOLE-CELL Gl-izomeráz SWEETZYME tenyésztés és sejthomogenizálás(=sejtfeltárás!), a sejteket keresztkötés létesítéssel rögzítik, porlaszva szárítás → enzim-por, fagyasztva szárítás → enzim-pelyhek extrudált enzim-rudacskák Konverzió szakaszos üzemű és fixágyas töltött oszlop reaktorokban. Mg, Co Ca  1 mg 70% sza.: 42% fr 53% gl HFS Kromatogr.: akár 90 % fr 42:51:7 1 kg enz, kg gl oC,

24 S D D’Sousa: Immobilized enzymes in bioprocesses, Current Science Online 77(1) 69 Zeneca

25 Izomerizálás 4 Magyarországon között Szabadegyházán 4 Milliárd forintos beruházással egy évi tonna kapacitású kukoricafeldolgozó üzem létesült. Komplex kukorica hasznosítás Folyékony cukor t sz.a./év Folyékony cukor t sz.a./év Finom szesz absz. hl/év Finom szesz absz. hl/év Kukoricacsíra t/év Kukoricacsíra t/év Glutén t/év Glutén t/év Takarmány T/év Takarmány T/év első folyékony cukor üzem Európában. BIOREFINERY

26 RESZOLVÁLÁS Racém keverék

27 RESZOLVÁLÁS Jelentősége:AS Fermentáció: L Enzimes szintézis:L Szintetikus eá.: D,L

28 RESZOLVÁLÁS 1. Asszimetrikus szintézis : i-Leu, Lys,Met,Phe,Trp,Val Peptid kötés!

29 D,L- As D,L-acetil-As L-As + D-acetil-AsRESZOLVÁLÁS 2.Asszimetrikus hidrolízis Aspergillus v. Penicillium L-As-aciláz-zal As-acilázacilezés kristályosítás (Kromatogr.v Oszeres extr.) racemizálás OH - D,L- As N-acyl-D, L-aminosav Ez volt az első ipari alkalmazása az enzimrögzítésnek ( Chibata 1969). Aminoacilázt rögzítettek DEAE-Sephadex-re ionosan és ezt N-acyl-D, L-aminosav rezolválására használták

30 RESZOLVÁLÁS

31 RESZOLVÁLÁS 3. Speciális módszer glutaminsavra H+H+

32 Amidázos reszolválás „nemtermészetes aminosavak” előállítására (DSM) un Stecker technológia) Pseudomonas putida amidáz EC OH Hibás ábra!!!

33 Reszolválás lipáz enzimekkel Lipáz források: sertés pankreász mikrobák (Pseudomonas fluorescens, Candida cylindracea, stb) enzimei. EC Triacylglycerol lipase A kinetikus racemizálási kulcslépés során visszamaradó (R)-észter racemizálható és visszavezethető a reszolválási lépésbe. Ilyen és hasonló lipáz-katalizálta sztereoszelektív észter hidrolízisek tömegét alkalmazzák a gyógyszer-laborok és gyárak optikailag tiszta intermedierek és végtermékek előállítására prokirális racém glicidáttá A PROPRANOLOL béta-blokkoló DSM eljárása: „Dutch State Mines”


Letölteni ppt "Transzglikozilálás v. transzglikozilezés Termék lehet: glikozid, di-, tri-... poliszaharid. Glikozil donor : Aktiválthexóz:UDP-,GDP-glükóz hexóz-foszfát,"

Hasonló előadás


Google Hirdetések