Органикалық заттардың микробиологиялық жолмен трансформациялау

Микробты трансформация – бұл микроорганизмдер ферменттерінің әсерінен органикалық қосылыстардың жартылай өзгеріп, ортада жиналуымен жүретін процесс. Мысалы, глюкоза қосылған қоректік ортада псевдомонаданың кейбір штамдарының өсуі кезінде глюкоза тотығуының өнімі – глюкон қышқылы жиналады, кейін бактериялар көміртегі көзі ретінде пайдаланады.

Практикалық микроорганизмдердің трансформациялау қабілетін бағалы, құнды өнімдерді алу үшін қолданылады. Микроорганизмдер химиялық катализаторлар рөлін атақарады, бірақ, олардан ерекшелігі каталиткалық реакцияға сәйкес, қолайлы жағдайда жұмыс істейді және биосфераға зиянды қалдықтар мен аралық өнімдерді аз мөлшерде бөледі.

Микробтық трансформация процестері субстрат — өнім тізбегінің химиялық айналу түріне байланысты 20 түрге бөлінеді: тотығу-тотықсыздану, декарбоксилдену, дезаминдену, метилдену, изомерация және т.б. Мысалы, Mycobacterium globiforme клеткаларының қатысумен кортизон-стероидын декарбоксилдеу арқылы қабынуға қарсы препараттарды – преднизон және преднизолон, Pseudomonas sp. 618 клеткаларынан аспарагин қышқылының декарбоксилденуі арқылы аланин амин қышқылын, ал Streptomyces sp. 618 дақылымен фруктозаның изомеризациясы арқылы глюкозаны алады. Трансформацияның кейбір жағдайларында тотығу және гидролиз; тотығу-тотықсыздану және гидролиз сияқты және т.б. бірнеше реакцияларды талап ететін субстрат молекуласының күрделі өзгерістері жүреді. Жалпы органикалық қосылыстарды бактериялар, актиномицеттер және саңырауқұлақтар да трансформациялауға қабілетті, осының бір мысалы суретте келтірілген.

Трансформация реакцияларына негізделген өндіріс көмірсулар, стериндер, стероидтар, кейбір аминқышқылдар, нуклеотидтер, аитибиотиктер, алкалоидтар, простагландиндер сияқты күрделі молекулалы заттардың жеңіл өзгерісі қажет болған жағдайында ғана тиімді болып саналады. Трансформация арқылы өндірілетін өнімдердің жылғы шығысының көлемі 1000 тоннадан аспайды. Бұл жағдай керекті штамдарды іздеу мен селекциялау жұмыстарының күрделілігі және микробтарды дақылдауға қажетті үлкен ақшалы шығындар мен 1 реакцияның міндетті түрде сулы фазасында жүргізу т.б. бірқатар қиыншылықтармен байланысты болады. ТМД елдерінде микробты трасформация көмегімен стероидты гормондардың бірнеше түрлерін өндіреді, мысалы, преднизолон. Кейбір микробиологиялық өнеркәсіптерде 6 атомды спиртті – сорбитті, сорбоза моносахаридіне айналдырады, ал соңғысы С витаминінің алғы заты болып табылады.