🗊Презентация Полипептидтер синтезінің химиялық технологияларын зерттеу

Полипептидтер синтезінің химиялық технологияларын зерттеу

Аминқышқылдарының химиялық синтезі және технологиясы негізінен биологиялық белсенді заттардың өндірістік синтездеп алу үрдісінде қолданылатын жай заттардан және органикалық текті заттардың алмасу өнімдерінен алу әдістерінне және химиясы мен құралдарын зерттеуге негізделген. Аминқышқылдарының химиялық синтезі және технологиясы негізінен биологиялық белсенді заттардың өндірістік синтездеп алу үрдісінде қолданылатын жай заттардан және органикалық текті заттардың алмасу өнімдерінен алу әдістерінне және химиясы мен құралдарын зерттеуге негізделген.

Дипломдық жұмыстың өзектілігі. Органикалық заттардың синтезінің жаңа технологияларын жасау үшін, алдымен биохимия, микробиология, органикалық заттардың синтезінің негіздерін, сонымен қатар аминқышқылдарының синтезінің өндірістік және инженерлік ғылым білімдерін меңгеру өзекті мәселе болып табылады. Аминқышқылдарын синтездеп алудың аймақтық шикізаттар қорының ассортиментіне байланысты әдісін таңдау және оның химиялық кинетикасын зерттеп оптимальды жағдайларын тәжірибелер мен есептеудің нәтижелері бойынша анықтау биологиялық белсенді заттар синтезі алдындағы терең зерттеуді қажет ететін мәселе.

Зерттеу жұмысының мақсаты мен міндеттері. Бұл зерттеу жұмыста аминқышқылдарының синтезі мәселелері бойынша табиғи және синтетикалық түрлерінің негізгі типтерін зертеу алға қойылған, аминқышқылдарының қазіргі заманғы биологиялық белсенділігінің критерилері мен препараттардың синтезінің технологиясының ерекшеліктері келтірілген. Аминқышқылдарының синтезінің технолгиялық сызбалары мен мысалдары, алынатын заттардың түзілу үрдістерінің химиялық механизімі зерттеу. Табиғи ақуыздардан гидролиз реакйиясы арқылы амин қышқылдарын алу және оларды бір-бірінен бөліп алу әдістері зерттелген. Аминқышқылдары қазіргі таңда медицинада, ауыл шаруашылығында қолдануы үлкен маңызға ие, соған сәйкес оларға деген сұраныс артуда. Аминқышқылдарын синтездеп алу, олардың ассортиментін көбейту актуальды мәселе болып табылады.

Зерттеу нысаны. Зерттеу нысаны.  және  аминқышқылдары, олардың физика-химиялық қасиеттері. Оның ішінде триптофан амнқышқылының синтезі мәселелері зерттеу. Триптофан синдезінддеп алуда өндіріс қалдықтары, техника қауіпсіздігі, техника-экономикалық нормалар, ақпараттық материалдар және негізгі технологиялық көрсеткіштері есептелген. Молекуласында бір мезгілде амин және карбоксил топтары болатын гетерофункционалды қосылыстарды амин қышқылдары деп атайды. Карбоксил тобына қарағанда амин тобының орналасуына байланысты , ,  және т.б. амин қышқылдары деп бөледі. Алуан түрлі пептидтер мен ақуыздарда альфа- амин қышқылдарының қалдықтарынан тұрады.

Аминқышқылдарын өндірістік масштабта төменде көрсетілген әдістердің бірімен алады:

Микробиологиялық синтез Көп жағдайда L-триптофанның өенркәсіптік өндірісінде Candida utilis ашытқылар штамптарын пайдаланады, дефектті aro-гендер бойынша және фенилаланинді және тирозинді ауксотрофты нәтижесіндегі жолмен синитезделеді. Синтез үшін бастапқы шикі заттр ретінде көп жағдайда салыстырмалы түрде арзан синтетикалық антранилді қышқыл қолданылады, оны қолдануды бір-қатар мақсатты жағдайлар үшін бірнеше себептері бар. Біріндіден ол үрдісті жинақы етеді және арзан болуын қамтамасыз етеді, ал екіншіден жүретін механизімдерді үнемі қадағалауға мүмкіндік береді (алынатын (целевой) өнім триптофан антранилатсинтазаға ингибирлеуші әсер береді). Аз мөлшерлі және қосымша регуляторлық эффектер тудырмайтын фенилаланин және тирозиннің мөлшері қатысында Candida utilis мутанттары антранилді қышқылының L-триптофанға өтуінің культуралды ортасынна енуіне жағдай жасайды. Триптофанның микробиологиялық өндірісінде бастапқы шикізат ретінде сонымен қатар синтетикалық индол да қолданылады. Үрдіс триптофан-синтетазаның белсенділігіне және сериннің қолжетімділігіне тәуелді 23.

Химиялық – ферментативті синтез Микроорганизімдердің, яғни соның ішінде Escherichia coli, пиридоксаль тәуелді фермент триптофан-индол-лиаза (триптофаназа КФ 4.1.99.1, гена tnaA гнінің өнімі) белгілі. Бұл ферменттің атқаратын қызметі тепе-теңдікті қадағалау үшін және реакцияның толық қанды жүруіне қажет жағдай жасайтындығымен белгілі триптофан + су ⇋ индол + пируват + аммоний. Осы жағдайлардың арқасында триптофанды индол, пировинограднды қышқыл және аммиакты ферментативті конденсациялу арқылы алуға болады.

Аминқышқылдарды алу әдісі (хим синтез, биосинтез, ферм синтез, өсімдік және жеп құрамдардан бөліп алу) Аминқышқылдарды алу әдісі (хим синтез, биосинтез, ферм синтез, өсімдік және жеп құрамдардан бөліп алу) Аминқышқылдарын химиялық синтез жолымен алуға болады, бірақ бұл жағдайда қиын ажыратылатын L- D- формадағы аминқышқылдарының рацимикалық қоспасы түзіледі. Аминқышқылдарын табиғи ақуыздардың гидлозі арқылы гидролизаттардан аминқышқылдарын бөлу жолымен алуға болады. Бірақ ақуыздардың артық қоры шектеулі, сонымен қатар қышқылды гидролиз кезінде кейбір аминқышқылдар, мысалы триптофан бұзылады. Қазіргі уақытта бүкіл дүние жүзінде көп мөлшерде глутамин қышқылын немесе оның натрий тұзын, L-лизин және метионин (50т жылына) алады. Осы мөлшердің көп мөлшерін микробиологиялық синтез береді.

Триптофан алу технологиясы L-триптофанды антранил қышқылынан алу технологиясында Candida utilis 295-t ашытқылар жүйесінің ферменттері қолданылады. Культивирлеу жағдайы мен құрам ортасын, себулік материалдарды қарапайым схемалар бойынша алынады. Бастапқы шикізатты өсіру 30оС температурада 24 сағат бойы қадағалау бойынша жүргізіледі және әр-бір пассажда жасалынады. Азоттың бастапқы шикі заты ретінде мочевинаны қолданады, оны концентрациясы 0,5–1% мөлшерінде қосады. Ортасы болу үшін%: K2HPO4 — 0,01; MgSO4 — 0,05; CaCl2 — 0,01; рН = 7,5÷8. тұздары қосылады. 24 сағаттық өнімнің өсуі барысынан соң ферментаторға 6 сағат сайын 5 процентік антранил қышқылының спирттегі ерітіндісі және 50-тік мочевина ерітіндісін қосып отырады. Сонымен қатар антранил қышқылының бірінші порциясын қосқаннан соң әр-бір 3-4 сағатта қосымша мөлшерде меласса қосады. Екінші кезеңінің жалпы ұзақтығы (антранил қышқылын қосқаннан соң) шамамен 120 сағатты құрайды. Культураның өсу периодындағы аэрация интенсивтілігі кем дегенде 7г О2/(лсағ.) болуы керек, трансформация кезеңінде ол көрсеткіштер екі есеге төмендейді.

Триптофанның заттардағы мөлшері Триптофанның заттардағы мөлшері

298.15 К температурадағы триптофан α-аминқышқылдарының еру энтальпиясының Δsol H0 және сублимациясының Δsubl H стандартты көрсеткіштері. 298.15 К температурадағы триптофан α-аминқышқылдарының еру энтальпиясының Δsol H0 және сублимациясының Δsubl H стандартты көрсеткіштері.

Есептеуге қажетті ферментация процесінің негізгі технологиялық көрсеткіштері кестеде келтірілген. Ферментация процесінің негізгі технологиялық көрсеткіштері

Қорытынды Зерттеу жұмыстарыньщ қорытындысы мынадай нәтижелері. Есептеуге қажетті ферментация процесінің негізгі технологиялық көрсеткіштері культирленетін сұйық жылдамдығы 6 нұсқада, культирленетін сұйықтағы өнім концентрациясы үлгілік нұсқада жоғары екендігі анықталды. Қоректік сұйықтығы бар су құрамында органикалық және бейорганикалық заттар, ақуыздың коллоидты фракциясы, культирленген сұйықтың қалған бөлігі - 17% тан көп болады. Триптофанның термодинаминалық есептеулері 298.15 К температурадағы α-аминқышқылдарының еру энтальпиясының Δsol H0 6,1 0,2 және сублимациясының Δsubl H 134,40,4 кДж*моль-1 көрсеткіштерін көрсетті. Δhydr H0/V02 параметрі аминқышқылдарының сулы ерітіндіні тұрақтандыру әсерінің көрсеткіші ретінде қолданылуы мүмкін екені көрсетілген. Оның көрсеткіші неғұрлым төмен болса, зерттеліп отырған қосылыс соғұрлым құрылымданған екендігін көрсетті.