Aspergillus terreus — продуцент ітаконової кислоти

     Розв’язання

     Згідно  з умовою, катаболізм глюкози здійснюється за методом Ембдена – Мейэргофа – Парнаса. Схема катаболізму складається з двох частин (рис. 8 і 9):

• Шлях Ембдена – Мейэргофа – Парнаса;
• Цикл трикарбонових кислот.

                                                    Глюкоза

                                                              АТФ

                                                     1

                                                Глюкозо-6-фосфат       

     

                                                     2    

                                                 Фруктозо-6-фосфат        

                                                               АТФ

                                                    3

                                                  Фруктозо-1,6-дифосфат

                    диоксиацетонфосфат

                                                     4                   

                                              Гліцеральдегід-3-фосфат

                                                            2НАДН  

                                                     6                                                  

              

                                             1,3-Дифосфогліцерат 

                                                                                                                                      

                                                     7     2АТФ            

                                    

                                                3-Фосфогліцерат  

                                                     8                      

                                                2-Фосфогліцерат  

                                                    9

                                               Фосфоенолпіруват

                                                             2АТФ                     

                                                  10           

                                                     Піруват 

     Рис.8. Гліколіз:

     ферменти: 1 – гексокіназа;2 – глюкозофосфатізомераза;3 – фосфофрутокіназа;4– фруктозодифосфатальдолаза;5 – триозофосфатальдолаза; 6 - гліцеральдегідрфосфатдегідрогеназа; 7 – фосфогліцераткіназа; 8 – гліцератфосфомутаза; 9 – енолаза; 10 – піруваткіназа 

     

     У цьому разі на 1 моль використаної глюкози  кількість утворених відновлювальних  еквівалентів (НАДН) становить:

1. при окисненні глюкози до пірувату – 2 моль НАДН;
2. при дегідруванні пірувату – 2 моль НАДН;
3. у циклі трикарбонових кислот:

• при окисненні ізоцитрату – 2 моль НАДФН;

• при окисненні -кетоглутарату – 2 моль НАДН;
• при окисненні малату – 2 моль НАДФН;

     тобто всього 2 х 2 = 4 моль НАДФН та 2 моль НАДН. Крім того, при окисненні сукцинату  до фумарату утворюється 2 моль ФАДН.

     Отже, загальна кількість відновлювальних  еквівалентів, утворена при окисненні  глюкози, дорівнює: 2 + 2 + 2 = 6 моль НАДН, 4 моль НАДФН та 2 моль ФАДН.

     Оскільки, в умові не сказано, що НАДФН не є джерелом відновлювальних еквівалентів, окиснюваних до води через дихальний  ланцюг, то при розрахунку енергетичного  балансу, НАДФН не враховується.

     При Р/О, що дорівнює 3, з 1 моль НАДН утворюється 3 моль АТФ, а з 1 моль ФАДН – 2 моль АТФ. Отже, кількість АТФ становить: 6 х 3 + 2 х 2 =  22 моль АТФ.

     Якщо  до цього добавити 2 моль АТФ, синтезованого  при катаболізмі глюкози за гліколітичним  шляхом, та 2 моль АТФ, утвореного при перетворенні сукциніл-КоА на сукцинат у циклі трикарбонових кислот, одержимо 22 + 4 = 26 моль АТФ.

     Отже, при окисненні глюкози за шляхом Ембдена – Мейєргофа – Парнаса  та за умови, що  Р/О = 3 і ізоцитратдегідрогеназа і малатдегідрогеназа є НАДФ⁺-залежними ферментами, кількість синтезованої АТФ дорівнює 26 моль. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

      Висновки

      1. Охарактеризовано біологічний агент – Aspergillus terreus, його морфолого-культуральні та фізіолого-біохімічні ознаки, особливості розмноження, таксономічний статус згідно з фенотиповою та філогенетичною систематикою.

      2. Розглянуто ітаконову кислоту, синтезований даним біологічним агентом.

      3. Визначено параметри кривої росту при періодичному культивуванні мікроорганізмів з отриманням наступних результатів:

• тривалість лаг-фази – 7,66 год;
• рівень біомаси – 7,67 г/л;
• економічний коефіцієнт – 24,9 %;
• питома швидкість росту – 0,134 год ^-1.

4. Визначено  константу швидкості поділу (v) – 2,083 год^-1;

тривалість генерації (g) – 0,48 год.

    5. Тип живлення мікроорганізма  визначений як фотоорганогетеротрофія.

      6. Встановлено, що наведений в умові склад поживного середовища непридатний для вирощування мікроорганізмів.

      7. Визначено, що теоретично можливий рівень біомаси складає 4,0 г/л.

      8. Визначено, що в результаті окиснення глюкози за гліколітичним шляхом з врахуванням усіх вказаних умов було отримано 26 моль АТФ.

         
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Список  використаної літератури

1. Билай В.И. Аспергиллы:определитель – К.: Наукова думка, 1988.– 240с.
2. Билай В.И. Методи эксперементальной микологии – К.: Наукова думка, 1982.– 552с.
3. Билай В.И. Оснсви общей микологии – К.: Наукова думка, 1974.– 396с.
4. Егоров Н.С. Биотехнология: проблемы и перспективы. – М.: Высшая школа, 1997. – 240с.
5. Загальна мікробіологія і вірусологія: Метод. вказівки до викон. курс. роботи/ Уклад. Т. П. Пирог.-К.:НУХТ, 2004.-16с.
6. Пирог Т. П., Ігнатова О. А. Загальна біотехнологія: Підручник.-К.: НУХТ, 2009.-336 с.
7. Пирог Т.П. Загальна мікробіологія: Підручник.-К.: НУХТ, 2004.-471 с.
8. Семенов С.М. Лабораторные среды для актиномицетов и грибов. Справочник–М.:Агропромиздат,1990.–240 с.
9. Слюсаренко Т.П. Лабораторный практикум по микробиологии пищевых производств.–М.: Легкая и пищевая пром-сть, 1984.–208 с.
10. http://www.uniprot.org/taxonomy/500485