ЗАГАЛЬНА МІКРОБІОЛОГІЯ - Т.П. Пирог - 2004

12. МЕТАБОЛІЧНА АКТИВНІСТЬ АЕРОБНИХ ГЕТЕРОТРОФІВ

12.6. НЕПОВНІ ОКИСНЕННЯ

12.6.4. Трансформація речовин мікроорганізмами

Висока специфічність окиснень, які здійснюються оцтовокислими бактеріями, досить високий вихід продуктів і велике промислове значення таких процесів (наприклад, виробництва сорбози) спричинили з 30-х років XX ст. активне вивчення мікробіологами каталітичних властивостей мікроорганізмів, їх здатності переробляти властиві та сторонні для них речовини.

Область синтетичного використання мікроорганізмів можна умовно поділити на два напрями:

1) повний біосинтез мікроорганізмами промислово важливих біологічно активних сполук (антибіотиків, ферментів, амінокислот, вітамінів та ін.), який здійснюється клітинами з компонентів поживного середовища;

2) мікробіологічні трансформації, тобто спільне використання окремих хімічних і мікробіологічних етапів у багатостадійному цілеспрямованому синтезі лікарських препаратів та інших практично корисних продуктів.

У наш час прийнято класифікацію мікробіологічних трансформацій за типом виникнення і відщеплення функціональних груп. Основні процеси мікробіологічної трансформації такі: відновлення, декарбоксилювання, дезамінування, утворення глікозидів, гідроліз, метилювання, етерифікація, дегідрування, конденсація, амінування, ацетилювання, галогенування, радемізація, ізомеризація та ін. Ці біологічні перетворення до того ж є стереоспецифічними. Здійснювати їх здатні актиноміцети та інші бактерії, а також гриби.

Особливо великих успіхів вдалося досягти при використанні мікроорганізмів для синтезу стероїдів. Хімічний синтез кортизону і гідрокортизону має 30 етапів. За допомогою мікроорганізмів процес ведуть у 13 етапів. Найважчим етапом синтезу є введення гідроксильної групи в положення 11 стероїдного скелета. Цей етап здатні здійснювати гриби (Rhizopus), а також стрептоміцети.

Прикладом реакції приєднання може бути утворення феніл- ацетилкарбінолу — важливого проміжного продукту для синтезу ефедрину. Виявилось, що бензальдегід, добавлений у процесі бродіння у культуру дріжджів, ацетилюється і перетворюється на фенілацетилкарбінол.

Прикладом керованого ферментативного розщеплення речовини за допомогою мікроорганізмів є виробництво 6-амінопеніциланової кислоти. Деякі бактерії та гриби, які містять специфічні ацилази, розщеплюють природні пеніциліни з утворенням 6-амінопеніциланової кислоти, яка може використовуватись як вихідна речовина для отримання напівсинтетичних пеніцилінів.