Производство фермента метионин-гамма-лиазы продуцентом Escherichia coli производительность 50 кг в год

Дата изготовления: январь 2023 года. 

Учебное заведение: неизвестно.

Целью данной работы является рассмотрение производства фермента метионин-гамма-лиазы продуцентом Escherichia coli производительность 50 кг в год.

Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:

1) Изучить целевой продукт и продуцент, их особенности и строение;

2) Составить блок схему производства целевого продукта;

3) Рассчитать материальный баланс;

4) Осуществить подбор оборудования;

5) Рассмотреть методы утилизации отходов на данном производстве.

ВВЕДЕНИЕ…………………………………………………………...…………...4

1 ОБЩАЯ ЧАСТЬ……………………………………………..………………….5

1.1 Характеристика целевого продукта……………………………………….5

1.1.1 Строение и каталитические свойства………………………………...…5

1.1.2 Способы получения……………………………….………………...……8

1.1.3 Применение……………………………………………………………….9

1.2 Характеристика продуцента……………………………………...………10

1.2.1 Таксономия…………………………………………………………...…10

1.2.2 Морфология и культуральные свойства…………………………...….11

1.2.3 Биосинтез целевого продукта….…………….…………………………12

1.2.4 Влияние различных факторов на жизнедеятельность продуцента и синтез целевого продукта…………………………………………………...…..13

1.2.4.1 Влияние компонентов питательной среды………………...………13

1.2.4.2 Влияние температуры……………………………………………….14

1.2.4.3 Влияние pH…………………………………………………………..14

1.2.4.4 Отношение к аэрации………………………….…………………….14

1.2.4.5 Влияние других факторов………………………….………………..15

2 СПЕЦИАЛЬНАЯ ЧАСТЬ……………………………………………..………16

2.1 Описание питательной среды…………………………………….………16

2.2 Стерилизация питательной среды………………………………...……..30

2.3 Подготовка посевного материала………………………………………..31

2.4 Подготовка воздуха……………………………………………………….33

2.5 Технологическая схема………………………………………………...…37

2.6 Расчет материального баланса…………………………………………...40

2.7 Подбор основного оборудования………………………………..………69

2.8 Утилизация отходов производства………………………………………77

ЗАКЛЮЧЕНИЕ…………………………………………………..…..………….79

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ……………………………81

1. Пат. RU 2733440 C2 Российская Федерация, МПК C12N 15/60, 1/20, A61K 38/51. Способ получения фермента метионин-гамма-лиазы, противоопухолевое лекарственное средство ГЛФ МГЛ на основе этого фермента и применение этого средства для торможения роста опухоли (варианты) / Манухов И.В., Баженов С.В., Гнучих Е.Ю., Покровский В.С., Давыдов Д.Ж., Котова В.Ю., Булушова Н.В., Завильгельский Г.Б. - заявл. 2018120541, 04.06.2018, опубл.01.10.2020, Бюл. № 28.

2. «A gen encoding L-methionine-y-Lyase is present in Enterobacteriaceae family genomes: Identification and characterization of Citrobacter freundii L-methionine-y-Lyase» / I. Manukhov, D. Mamaeva et al. // Journal of bacteriology. – 2005. - №187(11). – С. 3889-3893.

3. «High-resolution structure of methionine-y-lyase from Citrobacter Freundii» / Nikulin, S. Revtovich et al. // Acta Cryst. D64. – 2008. – С. 211-218.

4. Нарушенный метаболизм метионина в злокачественных клетках — потенциальная мишень для противоопухолевой терапии / В.С. Покровский1, Д.Ж. Давыдов, Н.В. Ануфриева, Д.Д. Жданов, С.В. Ревтович, Е.А. Морозова, Т.В. Демидкина, Е.М. Трещалина // Клиническая онкогематология. – 2017. - № 10(3). – С. 324-332.

5. Gene Cloning and Characterization of Pseudomonas putida L-Methionine-a- deamino-y-mercaptomethane-lyase1 / Hiroki Hori, Kenji Takabayashi, L. Orvis D. Carson // Cancer Research. – 1996. - № 56(9). – С. 2116-2122.

6. Литусов, Н.В. Частная бактериология / Н.В. Литусов. Электронное иллюстрированное учебное издание. – Екатеринбург: УГМУ, 2017.

7. Литусов, Н.В. Эшерихии. Иллюстрированное учебное пособие / Н.В. Литусов; Изд-во УГМА. – Екатеринбург. - 2016. - 36 с.

8. Поляк, М.С. ПИТАТЕЛЬНЫЕ СРЕДЫ ДЛЯ МЕДИЦИНСКОЙ МИКРОБИОЛОГИИ / М.С.Поляк, В.И.Сухаревич, М.Э.Сухаревич. - Санкт-Петербург.: Научно-исследовательский центр фармакотерапии (НИЦФ), 2002. – 80с.

9. Пат. RU 2562172 Российская Федерация, МПК - C12N1/16 Способ совместного получения хитин-глюканового комплекса и полимеров, содержащих глюкозу, маннозу и/или галактозу, путем ферментации дрожжей pichia pastoris / Карвалью Фернандишь Ди Миранда Рейш, Мария Д'Ашсенсан, Феррейра Шагаш Барбара, Вазан Ману Клементе Жуан Жозе и др. - заявл. 2011103011, 07.22.2009, опубл.09.10.2015, Бюл. № 10A.

10. Золотухин, С.Н. Малоизученные энтеробактерии и их роль в патологии животных / Золотухин С. Н. - Ульяновск : [б. и.], 2004. - 130 с.

11. ГОСТ 6824-96 «Глицерин дистиллированный. Общие технические условия». - Введ. 1998-01-01. – М.: Стандартинформ.

12. ГОСТ 4198-75 «Калий фосфорнокислый однозамещенный. Технические условия». - Введ. 1976-07-01. - М.: Стандартинформ.

13. ГОСТ 9097-82 «Сульфат аммония. Технические условия». - Введ. 01.01.84. - М.: Стандартинформ.

14. ГОСТ 4172-76 «Натрий фосфорно-кислый двузамещенный 12-водный. Технические условия». Введ. 1977-07-01. – М.: ИПК Издательство стандартов.

15. ГОСТ 975-88 «Глюкоза кристаллическая гидратная. Технические условия». - Введ. 1989-01-07. – М.: ИПК Издательство стандартов.

16. ГОСТ 33567-2015 «Сахар молочный. Технические условия». – Введ. 2016-07-01. - М.: Стандартинформ.

17. СанПиН 2.1.4.1074-01 Питьевая вода. Гигиенические требования к качеству воды централизованных систем питьевого водоснабжения. – Введ. 2009–09–01. – М.: Стандартинформ.

18. ГОСТ Р 54731-2011 «Дрожжи хлебопекарные прессованные». – Введ. 2013-01-01. - М.: Стандартинформ.

19. ГОСТ 31689-2012 «Казеин. Технические условия». – Введ. 2013-07-01. - М.: Стандартинформ.

20. Воронин, Е.С. Биотехнология: учеб. для студентов вузов / Е.С. Воронин - Санкт-Петербург: ГИОРД, 2005.

21. Minifors 2. Отмеченный наградами комплект биореакторов [Электронный ресурс].

URL: https://www.infors-ht.com/en/bioreactors/bench-top-bioreactors/minifors2/ (дата обращения 20.11.2022).

22. Вилитек. Лабораторные центрифуги большого объема [Электронный ресурс].

URL: https://vilitek.ru/products/laboratornye-centrifugioborudovanie/tsentrifugi-bolshogo-obema/?sphrase_id=98290 (дата обращения 20.11.2022).

23. APV. Laboratory Homogenizers [Электронный ресурс].

URL: https://www.spxflow.com/apv/products/laboratory-homogenizers/ (дата обращения 20.11.2022).

24. Vivaflow® 200 Laboratory Cross Flow Cassette Sartorius [Электронный ресурс].

URL: https://www.sartorius.com/shop/ww/en/usd/applications-laboratory-filtration-ultrafiltration/vivaflow-200-laboratory-cross-flow-cassette/p/M_Vivaflow_200# (дата обращения 20.11.2022).

25. Cytiva. Q Sepharose Fast Flow [Электронный ресурс].

URL: https://www.cytivalifesciences.com/en/us/shop/chromatography/resins/ion-exchange/q-sepharose-fast-flow-p-04285 (дата обращения 20.11.2022).

26. Cytiva. Phenyl Sepharose 6 Fast Flow (High Sub) [Электронный ресурс].

URL: https://www.cytivalifesciences.com/en/us/support/products/phenyl-sepharose-6-fast-flow-high-sub-17097306 (дата обращения 20.11.2022).

27. LifeASSURE™ PDA Series sterilizing grade polyethersulfone membrane filters [Электронный ресурс].

URL: http://engefiltros.com.br/wp-content/uploads/2018/03/LifeASSURE-PDA.pdf (дата обращения 20.11.2022).

28. Лабораторные лиофильные сублимационные сушилки BIO-RUS [Электронный ресурс].

29. Пат. RU 2589155 Российская Федерация, МПК C08J11/04 / Способ переработки органических полимерных отходов/ А.Г. Мустафин, Р.Н. Галиахметов, О.М. Судакова. - заявл. 2015100385/05, 2015.01.12, опубл. 2016.07.10, Бюл. № 5.

30. Технико-экономическое обоснование технологии утилизации органических и неорганических углеродсодержащих отходов методом пиролиза / Мишустин О.А., Хантимирова С.Б., Грачева Н.В., Желтобрюхов В.Ф. // Инженерный вестник Дона. – 2019. – № 1.