L-tryptofán Flashcards
(5 cards)
L-tryptofán
L-tryptofán je esenciálna aromatická aminokyselina, ktorá nachádza uplatnenie v medicíne (antidepresíva, prekurzor sérotonínu), v krmivárstve (doplnok pre zvieratá) a v potravinárstve (nutričné doplnky).
Spôsoby fermentačnej prípravy
Existujú dva hlavné prístupy:
- Priama fermentácia sacharidov
Substrát: sacharóza (melasa), glukóza (hydrolyzáty škrobu), glycerol, etanol alebo rastlinné oleje (sójový, kukuričný, ľanový).
MO: typicky auxotrofné kmene kvasiniek (Saccharomyces, Candida) s dekóraciou dráhy tryptofán-biosyntézy.
Podmienky: pH 5,0–7,0; teplota 28–35 °C; aeróbne až mikroaerofilné, intenzita vetrania prispôsobená kmenu .
- Fermentácia so syntetickými prekurzormi
Kyselina antranilová (2-aminobenzoová) ako prekurzor
Používajú sa kvasinky, ktoré dokážu antranilát prijať a vstaviť do de novo dráhy.
Indol (alebo jeho deriváty) ako prekurzor
Vhodné najmä pre bakteriálne kmene (napr. rekombinantné Escherichia coli), kde indol kondenzuje s indol-3-pyrofosfátom.
Dávkovanie prekurzorov (napr. 30 % indolu v olejovom roztoku počas exponenciálnej fázy) optimalizuje výťažok bez toxických efektov .
Produkčné mikroorganizmy
Kvasinky (Saccharomyces, Candida spp.) pre antranilátovú cestu
Baktérie (E. coli so zavedenými trp-génmi, ďalšie enterobaktérie) pre indolovú cestu
Kmene sú často geneticky upravené (overexpresia trp-operónu, eliminácia spätných väzieb) a optimizované mutagénnou selekciou.
Biochemická dráha biosyntézy
Príprava indol-3-pyrofosfátu z 5-fosforibozyl-1-pyrofosfátu (PRPP) a kyseliny antranilovej
Kondenzácia s L-serínom na 1-(2-karboxyfenylamino)-1-deoxyribulózu-5-fosfát
Cyklizácia medziproduktu na indolový kruh
Dekarboxylácia a odštiepenie fosfátu → L-tryptofán
Regulácia dráhy sa dosahuje spätnoväzbovou inhibíciou citrát-syntázy a trp-represeu.
Izolácia L-tryptofánu
Odstránenie biomasy filtráciou alebo centrifugáciou
Adsorpcia na silne kyslých kationtomennej živici (H⁺-form) → počas eluácie sa glutaman sodný nahradí H⁺
Elúcia slabou zásadou (NH₄OH)
Kryštalizácia z koncentrovaného eluátu (podľa pH a teploty)
Sušenie a štandardizácia kryštalickej formy
Pre zvyšovanie výťažku sa v niektorých prípadoch aplikuje lyza buniek v závere fermentácie, čo môže pridať až 50 % produktu
