Bütün
canlılarda,
cümlədənmikroorqanizmlərdə,
maddələrmübadiləsifermentləriniştirakı ilə gedir. Yüksək temperature və təzyiq
tələb edən kimyəvi proseslərdən fərqli olaraq, fermentlərin iştirakı ilə gedən
reaksiya adi atmosfer təzyiqi, 60-70º C-dən yüksək olmayan temperature və
normal turşuluqda asanlıqla aparılır. Kimyəvi katalizatorlardan fərqlənən
fermentlər (biokatakizatorlar) yüksək substrat spesifikliyinə malikdirlər. Ən
başlıcası, kimyəvi katalizatorlardan fərqli olaraq biokatalizatorlar reaksiyaların
sürətini ən azı 10 milyon, ən çoxu isə 100000 milyard dəfə artırırlar.
Son illərə qədər fermentləri əsasən müxtəlif heyvan, bitki toxumaları və
mikroorqanizmlərdən alırlar. Bəzi heyvan toxumalarında, məsələn, mədənin selikli
qişasında çoxlu miqdarda fermentlər vardır. Lakin bu toxumalardan fermentlərin
geniş istehsalını təşkil etmək xammal bazasının məhdudluğu ilə əlaqədar olaraq
mümkün deyildir. Məsələn: ölkəmizdə pendiristehsalı üçün 250 t proteolitik
fermentlər (rennin) lazımdır. Bu qədər fermenti almaq üçün 10 milyon buzov
mədəsi tələb olunur.
Sənaye
miqyasında
fermentlərin
sintezi
üçün
ə
sas
mənbə
mikroorqanizmlərdir. Bu, hər şeydən əvvəlonunla əlaqədardırki, elmə məlum olan
bütün ferment tipləri mikroorqanizmlər tərəfindən asanlıqla, ucuz xammallar
hesabına, qısa müddət ərzində və çoxlu miqdard asintez olunur.
Mikroorqanizmlərdə fermentlərin biosintezi.
Elmə
hazırda
2000-ə
qədər ferment məlumdurki, onlarında əksəriyyətini mikroorqanizmlər sintez edir.
Fermentlərin 600-dən çoxu təmiz halda öyrənilmiş, 100-dən çoxu isə kristal
şə
klində alınmışdır.
Mikroorqanizmlərin sintez etdikləri ferment komplekslərinin tərkibivə ya
onların
bu və ya
digər
fermenti
sintez
etmək
xassəsi,
ə
sasən
onlarınirsixüsusiyyətləriilə bağlıdır. Hər bir fermentin sintezini xromosomda
yerləşən xüsusi gen və ya genlər tənzim edir.
Fermentlər hüceyrədaxili və xarici olmaqla iki qrupa bölünürlər. Sintez
olunduqdan sonra yalnız sitoplazmada toplanan və hüceyrə daxilində gedən
prosesləri idarə edən fermentlərə hüceyrədaxili fermentlər deyilir. Belə fermentlər
hüceyrə xaricinə yalnız hüceyrə lizisə uğradıqdan sonra çıxa bilirlər. Sintez edilib
hüceyrə xaricinə ifraz olunanlar hüceyrəxarici fermentlər adlanır.
Son tədqiqatlar nəticəsində müəyyən olunmuşdur ki, bəzi hüceyrəxarici
fermentlər sintez olunduqdan sonra periplazmatik boşluqda toplanır və ya hüceyrə
divarı ilə əlaqədar olur. Deməli, hüceyrəxarici fermentlər plazmatik membrandan
kənara çıxıb periplazmatik boşluqda toplanır, hüceyrə divarı ilə bağlı olur və
hüceyrədən xarici mühitə ifraz edilirlər.
Hər bir ferment adətən müəyyən
spesifik reaksiyanı aparır, ona görə də hər hansı bir maddənin tam parçalanmasının
təmin edən proseslər çoxlu fermentlər və ya ferment komplekslərinin iştirakı ilə və
bir neçə mərhələdə gedir. Məsələn: sellülozanın qlükozaya çevrilməsi prosesində 4
ferment iştirak edir .
Endoqlukanaza fermenti sellülozanı müxtəlif sahələrdən parçalayıb
oliqosaxaridlər əmələ gətirir. Bu zaman qlükoza da əmələ gələ bilər.
Ekzoqlükozidaza isə həm sellüloza, həm də oliqosaxaridlərdən spesifik olaraq
ancaq qlükoza əmələ gətirir. Sellobiohidrolaza sellüloza və oliqosaxaridlərdən
spesifik olaraq ancaq sellobioza əmələ gətirir. Sellobiaza və ya β-qlükozidaza isə
sellobiazanı 2 molekul qlükozaya parçalayır.
Müxtəlif fermentləri sintez etmək xassəsinə malik olmasına baxmayaraq
mikrob hüceyrəsində lazım olan bütün fermentlər sintez edilmir. Müəyyən spesifik
fermentləri ancaq bəzi mikroorqanizmlər sintez edə bilirlər. Məsələn, aromatik
karbohidrogenləri oksidləşdirən fermentləri əsasən Pseudomonas və Nocardia
cinsli bakteriyalar və bəzi Candida cinsli maya göbələkləri sintez edirlər. Aromatik
həlqəni parçalayan dioksigenazalar isə əsasən Pseudomonas cinsli bakteriyalara
xasdır.
Mikrob fermentlərinin alınması. Sənayedə mikroorqanizmlərdən 20-yə
qədər təmiz ferment, 40-a qədər texniki ferment preparatı alınır.
Fermentlərin alınma biotexnologiyası aşağıdakı mərhələlərdən ibarətdir:
1.produsent və onun becərilmə şəraitinin seçilməsi;
2.produsentin fenmentasiyası (becərilməsi);
3.fermentin qida mühitindən ayrılma, təmizlənmə və saxlanması
Fermentlərin sənayedə istehsalı və tətbiqi onların canlı orqanizmlər
tərəfindən sintez olunmaları və canlı hüceyrədən kənarda spesifik xüsusiyyətlərini
saxlaya bilmələri kimi mühüm xassələrinə əsaslanır.
Produsent və onun becərilmə şəraitinin seçilməsi. Ferment istehsalının ilk
mərhələsi çoxlu miqdarda istənilən fermenti sintezedən produsentin seleksiya yolu
ilə seçilməsidir. Produsent aşağıdakı tələbləri ödəməlidir:
1.fermenti hüceyrədən xaricə sintez edilməlidir. Hüceyrəxarici fermentlərin
alınması hüceyrə divarının parçalanmasını tələb etmir, çox asan və ucuz başa gəlir;
2.az müddət ərzində çoxlu ferment sintez etməlidir;
3.əmələgələn fermentin ayrılması asan getməlidir. Deməli, produsent əlavə ferment
və zülallar sintez etməməli və ya az miqdarda sintez etməlidir, belə olduqda
fermenti asanlıqla ayırırlar;
4.ştamm antibiotik və toksin əmələ gətirməməlidir.
Fementin sintezinə ciddi genetik nəzarət edildiyi və bu nəzarətin hüceyrəyə
lazım olan miqdardan çox ferment sintez olunmasına imkan vermədiyindən təbii
ş
tammlar çoxlu miqdarda ferment əmələ gətirə bilmirlər. Lakin bəzi konstitutiv
fermentlər mikrob hüceyrələri tərəfindən çoxlu miqdarda sintez olunur. Sənayedə
istifadə olunan fermentlərin əksəriyyəti indusibel fermentlərdir. ndusibel
Dostları ilə paylaş: |