СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ 5′ -ИНОЗИНОВОЙ КИСЛОТЫ Советский патент 1995 года по МПК C12P19/30 

Изобретение относится к медицинской и микробиологической отраслям промышленности, в частности к производству соединений, родственных нуклеиновым кислотам, и касается способа получения 5'-инозиновой кислоты (S'-ИМФ) методом микробиологического синтеза.

Цель изобретения увеличение съема продукта с аппарата.

Поставленная цель достигается тем, что на стадии интенсивного синтеза продукта осуществляют регулирование массовой доли углекислого газа во входящем воздухе, поддерживая ее на уровне 0,7-1,0% путем изменения объемного расхода воздуха на аэрацию, а стадию интенсивного синтеза определяют в процессе культивирования по сдвигу окислительно-восстановительного потенциала среды от -40 до -60 мВ.

Достижение положительного эффекта по предлагаемому способу оказалось возможным за счет выявления закономерности изменения величины окислительно-восстановительного потенциала среды в различные периоды культивирования и определения в связи с этим начала и окончания стадии интенсивного синтеза продукта.

Синтез 5'-ИМФ происходит внеклеточно по типу сэлвидж синтеза из гипоксантина и рибозо-5-фосфата, т.е. в клетках вначале накапливается гипоксантин, затем с помощью ферментаторов происходит внеклеточный синтез 5'-ИМФ.

В динамике развития продуцента выявляются следующие фазы роста: экспоненциальная, замедления роста и стационарная. В экспоненциальной фазе роста культура имеет вид клеток вольной формы, характерной для Brevibacterium ammonlagenes. В фазе замедленного роста появляются ненормально вытянутые и вздутые клетки колбовидных и гантелевидных форм. Для стационарной фазы синтеза 5'-ИМФ характерно присутствие морфологически измененных клеток от овально мелких до ненормально вытянутых и раздутых колбовидных и гантелевидных форм, при этом меняются, достигая наивысшего значения, интенсивность дыхания культуры и скорость накопления 5'-ИМФ в культуральной жидкости, водородный показатель среды снижается до уровня 7,5-7,0 содержание гипоксантина уменьшается.

Показатели процесса биосинтеза 5;-инозиновой кислоты по предлагаемому способу представлены в табл.1.

Из табл.1. видно, что максимальная дыхательная активность культуры и наивысшая скорость накопления в культуральной жидкости 5'-ИМФ наблюдаются при значении окислительно-восстановительного потенциала (Eh) среды в интервале от -40 до -60 мВ.

В первоначальный период в момент засева культуры Eh среды находится в положительной области, затем в период роста культуры начинается постепенное снижение Eh среды, достигнув уровня -40 мВ, Eh среды находится определенный период времени в пределах от -40 до -60 мВ, после чего начинается повышение Eh среды.

Массовую долю углекислого газа (СО₂) в выходящем из аппарата воздухе, подаваемом на аэрацию, в стадии интенсивного синтеза 5'-ИМФ поддерживают в пределах 0,7-1,0% Эта концентрация углекислого газа является оптимальной, снижение или увеличение массовой доли СО₂ приводит к снижению синтеза продукта и его съема с 1 м³ ферментационной емкости, что хорошо видно из табл.2.

Регулирование и поддержание массовой доли СО₂ на уровне 0,7-1,0% в выходящем воздухе при значении Eh среды от -40 до -60 мВ осуществляют путем изменения расхода воздуха, подаваемого на аэрацию.

Типичные профили изменения расхода воздуха, концентрации углекислого газа в выходящем воздухе и окислительно-восстановительного потенциала представлены на фиг.1-3.

П р и м е р. Посевной материал продуцента Brevibacterium ammonlagenes, выращенный на питательной среде, содержащей, глюкоза 2,0; пептон 2,0; хлористый натрий 0,25, в количестве 5% по объему вносят в аппарат вместимостью 10 л, содержащий 4,5 л феpментационной среды следующего компонентного состава (массовая доля), Глюкоза техническая 12,0 Кукурузный экстракт 5,0 Мочевина 0,72 КН₂РО₄ 3,0 MgSO₄ 1,0 Пропинол 0,005
Водородный показатель среды после стерилизации 7,3 рН.

Культивирование осуществляют при следующем режиме: температура 33^оС, аэрация культуральной жидкости непрерывная, мешалка работает постоянно.

Окислительно-восстановительный потенциал среды замеряют с помощью редокс-электрода с записью показаний на КСП-087. Концентрацию углекислого газа в выходящем воздухе измеряют с помощью газоанализатора типа ГИАМ-5М.

Окислительно-восстановительный потенциал (Eh) среды после засева культуры составил 60 мВ, затем начинается постепенное снижение Eh среды, расход воздуха минимален, СО₂ в выходящем воздухе меньше оптимального значения. На 58 ч роста Eh среды снизился до -40 мВ, что соответствует началу интенсивного синтеза 5'-ИМФ, концентрация СО₂ в выходящем воздухе увеличивается, в связи с этим с этого периода времени начинают регулировать концентрацию углекислого газа в выходящем воздухе в пределах 0,7-1,0% изменяя расход воздуха так, чтобы концентрация СО₂ не превышала критическую, т.е. 1,0% Регулирование концентрации СО₂ ведут, пока Eh среды находится в пределах от -40 до -69 мВ. На 102 ч роста среды увеличился до -40 мВ и началось дальнейшее его повышение. Концентрация СО₂ в выходящем воздухе снижается. Расход воздуха снижается до минимального.

Через 133 ч культивирования получают культуральную жидкость, содержащую 20 г/л 5'-ИМФ. Съем продукта с 1 м³ ферментационной емкости составляет 5,7 кг.

Использование: медицинская и микробиологическая отрасли промышленности. Сущность изобретения: получение 5′-инозиновой кислоты, при этом для увеличения съема продукта с аппарата регулирование концентрации углекислого газа в выходящем воздухе осуществляют в пределах 0,7 1,0% на стадии интенсивного синтеза, а стадию интенсивного синтеза определяют по сдвигу окислительно восстановительного потенциала среды от 40 до 60 мВ. 3 ил, 2 табл.

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ 5′ -ИНОЗИНОВОЙ КИСЛОТЫ путем культивирования в аэробных условиях штамма бактерий Brevibacterium ammoniagene 1 ВНИИГенетика 225-5 на питательной среде, содержащей глюкозу, источники азота, минеральные соли и ростовые факторы, с последующим выделением целевого продукта, отличающийся тем, что, с целью увеличения съема продукта с 1 м³ ферментационной емкости, в процессе культивирования определяют окислительно-восстановительный потенциал среды и при значениях его в пределах от -40 до -60 мВ, соответствующих стадии интенсивного биосинтеза продукта, осуществляют регулирование концентрации углекислого газа в выходящем воздухе в пределах 0,7 1,0%