نکته مهم : برای بهره گیری از متن کامل پژوهش یا مقاله می توانید فایل ارجینال آن را از پایین صفحه دانلود کنید. سایت ما حاوی تعداد بسیار زیادی مقاله و پژوهش دانشگاهی در رشته های مختلف می باشد که می توانید آن ها را به رایگان دانلود کنید

MCL –poly3HA با قيمت 5/3 تا 1-Kg6 توسط فرمانتاسيون قابل توليد می باشد و مي بينيم كه با اين تركيبات توانايي رقابت دارد.

دليل دومي براي عدم عرضه ي MCL –poly3HA به بازار هست. توانايي MCL –poly3HA براي گرفتن شكل هاي متنوع علاوه بر آن كه برتري بزرگي می باشد براي توليد كننده ها يك مشكل نيز محسوب مي گردد. چرا كه طراح فرايند بايد در ارتباط نزديكي با توليد كننده باشد تا كيفيت و ويژگي محصول تامين گردد.از طرف ديگر توليد كننده براي آنكه بتواند بازار مناسبي را براي فروش محصول خود به گونه عمده و درمقياس بزرگ تامين كند بايد با شبكه اي طراحان فرايند در ارتباط باشد. ( همانطور كه گفته گردید MCL –poly3HA كاربردهاي خاص دارند نه عام) اما از طرف ديگر اين تنوع محصول ريسك سرمايه گذاري را كاهش مي دهد چرا كه محصولاتي كه طي فرايندهاي مختلف توليد شده باشند توسط ميان خريدارهاي مختلف نيز بازار فروش دارند.

E.Coil نوتركيب

در دسترس بودن E.Coil و فراواني اطلاعات و امكانات براي مهندسي ژنتيك اين باكتري امكان طراحي آن به عنوان يك توليد كننده ي MCL –poly3HA را فراهم ساخته می باشد. سويه هاي متنوعي از E.Coil نوتركيب قادر توليد MCL –poly3HA ساخته شده اند . به گونه كلي براي توليد انبوه اين پليمر مهار كننده ها پاك كننده هاي به بتا – اكسيداسيون براي در دسترس قرار دادن حد واسط هاي آن براي ژن هاي نوتركيب PHA سنتتاز بسيار سفيد هستند . همين گونه با اضافه كردن آنزيم هاي اضافي و مهندسي متابوليسم E.Coil مي توان توليد MCL –poly3HA خاص را طراحي و توليد كرد و يا وزن مولكولي و طول زنجيره و حتي تا حدودي محتواي پليمري را تغيير داد. به گونه كلي در مهندسي ژنتيك و طراحي متابوليسم E.Coil می باشد ، بازتر و محصولات انعطاف پذير هستند.

ولي پیش روی مشكل بزرگي كه براي E.Coil و ديگر باكتريهاي نوتركيب هست عدم پايداري آنها و از دست دادن پلازميد حاوي ژن نوتركيب می باشد . راه حل كلاسيك بهره گیری از آنتي بيوتيك ها در مقياس صنعتي باعث افزايش قابل توجه هزينه ها شده و به صرفه نمي باشد . روش جالبي كه به تازگي پيشنهاد شده می باشد بهره گیری از ميني ترانسپوزون ها براي تخمين انتقال پايدار قابل تنظيم و ارزان ژن phac در باكتري ها می باشد. اين روش در بيورآكتورها به كار گرفته شده و بر خلاف سويه هاي پلازميدي پايداري سويه ي نوتركيب %100 حفظ شده می باشد.

به گونه كلي آنطور كه به نظر مي آيد E.Coil به علت آساني فرايندهاي فرمانتاسيون و dewnotream ، همچنين سهولت دستكاري ژنتيكي كانديداي بسيار مناسبي براي توليد انبوه MCL –poly3HA در آينده به شمار مي آيد.

خصوصيات پلي –3- هيدروكسي آلكانوات توليد شده در سويه هاي E. .Coil نوتركيب مشخص شده می باشد كه PHA توسط پليمرازسيون اسيدهاي چرب {R} –3- هيدوركسي متصل به كوآنزيم A به كمك PHA پليمرازهاي مختلف ، مانند phac سنتز مي شوند.

سنتز چنين مونومرهاي متصل به كوآنزيم A مي توانند از راههاي مختلف ساخته شوند كه ساده ترين آنها در Ralstomia entropha ديده مي گردد. در اين مورد                   ketohiolase- (phba) و استواستيل – Coa ردوكتاز (phbB) ، مسئل ساختن سوبستراي لازم براي آنزيمهاي scl-PHA پليمراز مانند پلي –3- هيدوركسي بوتيرات سنتتاز (phba) هستند . سوبستراهاي لازم براي ساخت mcl-PHA مي توانند از طريق – اكسيداسيون اسيدهاي چرب توليد شوند. طي اين مسيرحد واسطهاي اسيل           – C O A مانند 3-Ketoacyl-coa , eniyl- coa و يا s-3 – hydroxyacyl – coa ساخته مي شوند.

توليد PHA با مونومرهاي مختلف نشان داده می باشد كه تركيب واحدهاي مونومري به گونه مشخص بر خواص نهايي پليمر تاثير مي گذارد. براي كنترل اين خواص ، لازم می باشد كه بتوان توليد پيش سازهاي PHA كنترل و جهت دهي كرد.

روشهاي مختلفي براي تغيير تركيب مونومرهاي PHA به كار رفته می باشد. يك نمونه از اين روشها ، تغذيه با سوبستراهاي مختلف می باشد ، مانند توليد پلي – 3- هيدروكسي و همچنين توليد پليمر انعطاف پذير پلي 3- هيدروكسي –5- فنيل والرات . با اين وجود تغيير تركيب مونومرهاي PHA – mel ها به راحتي انجام پذير نيست، چرا كه پيش سازها آنها از مسير متابوليسم رسيدهاي چرب مشتق شده و كنترل تراكم آنها كه دشواري می باشد.

بيوسنتز اين پلي مرها در ارگانيسم هايي كه به صورت طبيعي PHA توليد نمي كنند ، امكان تنظيم آنزيمهاي بيوسنتزي و در نتيجه تنظيم سطح سوبستراها را فراهم مي كند.  

سويه هاي E .Coil كه داراي نقص و در مسير – اكسيداسيون هستند . قادر به توليد mcl-PHA در حضور PHA پليمراز مي باشند. حضور يكي از دو PHA پليمراز phac1 , phac2 براي توليد PHA در E .Coil جهش يافته كافي می باشد. ذخيره مشخص شده می باشد كه مهار مرحله تيولاز در مسير اكسيداسيون منجر به افزايش سوبسترهاي لازم براي سنتز PHA مي گردد.

پژوهشي كه درسال 2000 بر روي جهش يافته هاي E .Coil با نامهاي IMU193 ,IMU194 انجام گرفت . نشان داد كه كتواسيل – COA ها به عنوان حد واسطهاي چرخه – اكسيداسيون ، پيش سازهاي اصلي سنتز PHA هستند. در اين پژوهش از تغيير آنزيمهاي مناسب و تراكم سوبستراها براي جهت دهي كتواسيل – COA ها به مسير سنتز mcl-PHA بهره گیری گردید و پليمرهايي با تركيبات جديد و خواص فيزيكي متفاوت بدست آمد.

جهش يافته هاي (IMU194)fad a fad R و همچنين (IMU193)fad B fad R قادر به انجام كامل مسير – اكسيداسيون نيستند.

ژن fad R پروتيني كه مي كند كه كنترل منفي بر اكسيداسيون اسيدهاي چرب دارد. جهش در fad. R رونويسي از اين ژن را مهار مي كند. كه منجر به تجلي مستمر ژنهاي fad مي گردد . ژن fad A 3- كتواسيل – COA تيولاز را كد مي كند و ژن fad B مسئول چهار فعاليت آنزيمي می باشد: انويل . COA هيدراتاز ، 3- هيدوركسي – COA دهيدروژناز ، انديل – COA ايزومراز و 3- هيدروكسي اسيل – COA پليمراز جهش در fad A و fad B از اكسيداسيون اسيدهاي چرب جلوگيري كرده و منجر به تجمع حدواسطهاي خاص مي گردد.

– بهره گیری از سوبستراهاي متفاوت براي سنتز PHA در E .Coil جهش يافته fad R,fad B منفي به جهش يافته IMU193 كه فاقد 3- هيدروكسي اسيل – COA و هيدروژناز می باشد، PHA پليمراز 2 از باكتريoleovorans Gpol P. وارد گردید و تشكيل PHA از اسيدهاي چرب مختلف (C6 تا C18 ) مورد بررسي قرار گرفت . بيشترين مقدار PHA در طول رشد با حضور آلكا نوات هاي بلند زنجيره (C16 تا C18 ) ديده گردید. با اين حال تركيب PHA هاي توليد شده با تغيير طول زنجيره آلكانوات بهره گیری شده تعيين محسوسي نكرد. پليمرهاي توليد شده از اسيدهاي چرب داراي تعداد كربن فرد ، بيشتر از 3- هيدروكسي هپتانوات (C7 ) و 3- هيدروكسي نونانوات (C9 ) تشكيل مي شوند و مونومرهاي اصلي داراي تعداد كربن زوج از 3- هيدوركسي هگزانوات ( C6 ): 3- هيدروكسي اكتانوات (C8 ) و 3- هيدروكسي دكانوات (C10 ) .

  • تشكيل PHA توسط سويه هاي نوتركيب E .Coil داراي نقص درمراحل مختلف- اكسيداسيون :
  • شما می توانید مطالب مشابه این مطلب را با جستجو در همین سایت بخوانید                     

در اين مطالعه ، IMU194  ، E .Coil كه فاقد فعاليت 3- كتودسيل –COA تيولاز می باشد با IMU193 مقايسه گردید. براي كنترل تجلي phac2 ، پلازميد BTC2 كه حاوي Phac2 می باشد وارد اين دو سويه شده و سويه هاي نوتركيب در محيط حاوي هگزوكانوات كشت داه شدند.

هر دو سويه با سرعت رشد نهايي1- h 14/0 رشد كردند . با اين حال IMU194(Pbtc2) E .Coil حدود هفت برابر سريعتر قادر به بهره گیری از مونومرها بود . همچنين پس از h 36 از شروع كشت ، IMU194 حاوي %15 PHA بود ، در حالي كه IMU193 تنها %5 PHA توليد كرده بود. PHA توليد شده توسط IMU194 به وضوح داراي مونومرهاي C6 و C10 بيشتري بود.

توليد و استخراج PHB از A.eutroph.us و E .Coil نوتركيب

هم چنانكه گفته گردید ، PHA يك پليمر زيست تجربه پذير می باشد كه توسط بسياري از ميكروارگانيسم و ذخيره مي گردد و به توليدات انبوه صنعتي هم رسيده می باشد ( توسط ZENECA با بهره گیری از A. euboph.us ) . با وجود تحقيقات و مقالاتي كه در مورد ساختار داخل سلولي PHA صورت گرفته : حالت فيزيكي PHA در داخل سلول هنوز به درستي شناخته شده نيست . PHA ساخته شده در گرانولهايي ذخيره مي گردد . اين گرانولها سخت شرايط مناسب به سرعت توسط و پليمرازهاي داخل سلولي تجزيه مي شوند . نتايج حاصل از C-NMR سلولهاي حاوي PHB نشان از حضور PHB به فرمي متحرك و بي شكل دارند كه دسترسي سريع دپليمرازها به اين گرانولها را توجيه مي كند. انجماد و نگهداري گرانولها در دماي پايين ، يا تيمار آنها با استون يا يك محلول هيپوكلريت و يا حتي سانتريفوژ كردن شديد باعث تبديل اين گرانولها به كريستال مي گردد. عكسبرداري هاي انجام شده توسط TEM نشان مي دهند كه گرانولهاي خشك – منجمد شده داراي پوسته اي كريستالي و داخلي بي شكل دارد .

در باكتري E .Coil ، مولكولهاي PHB در داخل غشا ، شناسايي شده اند ولي اثري از گرانولهاي PHB وجود ندارد . با وارد كردن سه ژن اصلي آنزيمهاي توليد PHB از A.eubophas به E .Coil ، سو     نوتركيبي بدست اورده اند كه توانايي توليد PHB80 در ليتر را در مدت 40H دارند( در محيط هاي fed- batch )

روشهاي مختلفي براي استخراج PHB هست كه در بخش عمده اي از آنها در قدم اول جدا كردن PHB از سلولها با حلال انجام مي گيرد. در تعداد ديگري از روشها تجزيه غیر از به غیر از صورت مي گيرد كه در آنها از سديم هيپوكلريت بهره گیری مي گردد . براي بهره گیری همزمان از حلال و سديم هيپوكلريت روش ديگري به وجود آمد كه در ان از محلولهاي كلروفرم و سديم هيپوكلريت براي استخراج PHB بهره گیری مي گردد.

  • استخراج PHB

پساز پايان تخمير ، محيط رشد A. eutrophos حاوي %62 وزني و محيط E .Coil نو تركيب محتوي %59 وزني PHB مي باشد. پس از منجمد خشك كردن سلولها ، پودر حاصل در مجاورت سديم هيپوكلريت قرار ميگيرد كه درهر يك از محيطهاي بالا به ترتيب 86 ، 95% استخراج PHB صورت مي گيرد.

PHB بدست آمده از A. E .Coil نوتركيب به ترتيب 000/200/1 و 000/530/4 گزارش شده می باشد و اين البته در حاليست كه تنها از كلروفرم براي استخراج PHB بهره گیری كنيم . در صورت بهره گیری از محلول هيپوكلريت ، وزن مولكولي PHB در كاهش مي يابد . ولي تغيير چنداني در E .Coil نوتركيب ديده نمي گردد . اين فرايند نشان مي دهد كه هيپوكلريت بر تجزينه PHB تاثير مثبت مي گذارد .

در آخرين روش براي استخراج PHB از محلولهاي كلروفرم و هيپوكلريت به صورت همزمان بهره گیری مي گردد . علت بعتر اقدام كردن اين اقدام در اين مفهوم پوشيده می باشد كه كلروفرم بخش كريستانه گرانولهاي PHB را بيشتر مي كند و نتايج بدست آمده نشان مي دهند كه كريستال شدن PHB آن را در برابر محيط مقاوم تر مي سازد .

دركل براي استخراج PHB آغاز سلولها را خشك – منجمد كرده و پودر حاصله را در مجاورت كلروفرم و هيپوكلريت سديم قرار مي دهيم . نيتجه اين فرايند استخراج PHB با در صد بهينگي نسبتا مناسب مي باشد.


دیدگاهتان را بنویسید