Розділ 2. Характеристика поживного середовища для вирощування продуцента оцтової кислоти

Продуцентом оцтової кислоти є штам Acetobacter suboxydans, які є оцтовокислими бактеріями порядку Rhodospirilla.

Для свого росту і розвитку вони потребують поживних речовин - вуглець, азот (в основному його засвоюють у вигляді амінокислот - валіну, ізолейцину, аланіну, цистеїну, гістидину, проліну). Всі оцтовокислі бактерії добре використовують як джерело вуглецю глюкозу та ін моносахариди, багатоатомні спирти.  Необхідні фактори росту для А. suboxydans  є пантотенова кислота, р -амінобензойна кислота, нікотинова кислота і гідролізований казеїн (певна суміш амінокислот може замінити гідролізований казеїн), тобто для Acetobacter suboxydans необхідне досить складне поживне середовище, проте цей штам може використовувати досить широкий набір субстратів.   Цей мікроорганізм після утворення оцтової кислоти не піддає її подальшому окисненню, ця властивість є не у всіх оцтовокислих біктерій. Завдяки цій властивості, А. suboxydans може генерувати оптимальну кількість АТФ через цикл Кребса. Цей штам не розкладає білки, не використовує амінокислоти в якості джерела вуглецю і тому не росте на мясопептонних середовищах. Вони не мають позаклітинних протеїназ, амілолітичних і ліполітичних ферментів.

У разі використання етанолу як джерела вуглецю і енергії продуцента оцтової кислоти вирощують на мінеральному середовищі такого складу г/л : (NH)₄НРО₄ – 1,16, КН₂РО₄ – 1,16, Mg₂SO – 0,58. Етилового спирту має бути 9,3%, а оцтової кислоти – 0,7%. Також додають дріжджовий автолізат, який містить потрібний набір амінокислот

Розділ 3.

Шлях катаболізму етанолу у продуцента оцтової кислоти

Етанол катаболізується за допомою штаму Acetobacter suboxydans досить просто. Спочатку етанол окислюється НАД⁺-залежною алкогольдегідрогеназою, завдяки чому ми отримуємо ацетальдегід, який потім під дією НАД⁺-залежної ацетальдегіддегідрогенази перетворюється на потрібний продукт – ацетат та 2 молекули НАДН.

Схема катаболізму етанолу показана на рис.3.1.

Етанол

1 ↓→НАДН

Ацетальдегід

1 ↓→НАДН

Ацетат

Рис.3.1.Схема катаболізму етанолу :

1 - НАД⁺-залежна алкогольдегідрогеназа; 2 - НАД⁺-залежна ацетальдегіддегідрогеназа

Розділ 4.

Шлях біосинтезу оцтової кислоти з етанолу

Процес біосинтезу оцтової кислоти проходить досить цікавим шляхом. Метаболічна ситуація складається таким чином, що ацетил-КоА не може бути окиснений в циклі три карбонових кислот, але нездатність до окиснення ацетил-КоА зумовлена не втратою ЦТК як такого. У Acetobacter suboxydans виявлена активність цитратсинтази , цис-аконітази і ізоцитратдегідрогенази, але ці ферменти використовуються для синтезу глутамату. Тому вважають, що ЦТК не має значення в енергетичному обміні бактерії, функціонуючи тільки як механізм, який забезпечує біосинтез органічних кислот, із яких утворюються амінокислоти. 2-оксоглутаратдегідрогеназа у них відсутня. Даний штам позбавлений також ізоцитратліази і цисаконітази, а це свідчить про те, що в них не функціонує гліоксилатний цикл, і природа аноплеротичної послідовності, наобхідних для утворення оксалоацетату і фосфоенолпірувату, у цих бактерій досі не встановлена.

Схема біосинтезу оцтової кислоти з етанолу зображена на рис. 4.1.