Mô tả:
Đề tài:
SINH TỔNG HỢP AXIT AMIN
Giảng viên hướng dẫn: TS Trần Bích Lam
Sinh viên thực hiện:
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
Phạm Anh Khoa
Nguyễn Thanh Lợi
Nguyễn Lê Thành Minh
Nguyễn Văn Phụng
Nguyễn Đăng Trường
Bùuøi Thanh Nhöït
Nguyeãn Thanh Huy
Thời gian thực hiện: 10 ngày
Lớp: HC07TP
60701149
60701390
60701466
60701855
60702715
60701738
60701968
1-Khái niệm:
Axit amin là cấu tử thành phần cấu tạo nên phân tử protein. Khoảng 20 axit amin tham
gia trong cấu tạo protein.
Axit amin là chất mả cơ thể hấp thu dễ dàng trực tiếp
Cơ thể cũng có thể tổng hợp axit amin. Nhưng các loại axit amin “không thay thế” thì ko
thể tổng hợp được. Hoặc được nhưng rất ít
Con người phải sử dụng axit amin từ thức ăn giàu protein có nguồn gốc động vật. Ở thực
vật protein không thay thế ít hơn
Thiếu 1 số axit amin hay 1 số axit amin nào đó cũng có thể dẫn đến trạng thái bệnh cho
cơ thể, suy giảm tình trạng sức khoẻ
Do nhu cầu bổ sung cho khẩu phần ăn thiếu axit amin nào đó đặc biệt không thay thế.
dùng trong trị bệnh, chăn nuôi, trong kỹ thuật - phân tích tổng hợp.
Con người đã sản xuất hàng loạt axit amin với các phương pháp:
+ Bằng con đưởng tổng hợp hoá học
+ Sinh tổng hợp
+ Phương pháp thủy phân protein thực vật
* Phương pháp thuỷ phân protit động thực vật:
Thuỷ phân protit động vật như phế liệu lò mổ, hay từ thực vật: đậu, gluten bột mì…
Phương pháp này lâu đời, hiệu suất ko cao nên ít sử dụng hiện nay
* Phương pháp tổng hợp hoá học:
Bằng phương pháp này người ta đã sản xuất ra khá nhiều axit amin. Các phản ứng xảy ra
phức tạp, điều kiện nghiêm ngặt
Đây là phươg pháp có hiệu suất, có thể dùng nguyên liệu không phải là protein. Nhưng
thiết bị phức tạp tốn kém, sản phẩm tạo ra dạng D và L. Tách dạng L rất khó nên giá thành
cũng cao
* Phương pháp sinh tổng hợp nhờ vi sinh vật:
Là phương pháp mới được áp dụng gần đây nhưng có tính ưu viêt, hiệu quả cao nên ngày
nay nó là phương pháp được áp dụng hiệu quả đầy triển vọng và rộng khắp, đặc biệt ở các
nước: Nhật, Tây Đức, Mỹ, Trung Quốc…
Ngày nay phương pháp sinh tổng hợp axit amin là phương pháp chủ yếu sản xuất axit
amin trên thế giới, sản lượng tăng rất nhanh
Tính ưu việt của phương pháp này là:
+ Sử dụng nguồn nguyên liệu phi đạm
+ Thiết bị, quá trình khá đơn giản, rẻ tiền
+ Có thể áp dụng trong điều kiện kinh tế khác nhau giữa các nước
+ Giá thành rè, độ tinh khiết cao
+Tổng hợp dạng L- axit amin có giá trị sinh học
Có nhiều axit amin được tổng hợp bằng phương pháp này: aspactic, izoloxin, fenylalanin,
tryptophan, hemoxerin…
Ngưởi ta còn áp dụng phương pháp phối hợp “hoá tổng hợp và sinh tổng hợp” để sản
xuất L. xetoaxit và các chất tiền thân khác của axit amin bằng hoá hợp rồi sau đó chuyển các
chất này thành axit amin tương ứng nhờ vi sinh vật nhất định
Với phương pháp phối hợp này người ta sản xuất ra hàng loạt axit amin: Lizin,
tryptophan, valin, glutamic, axit asparaginic… Đây cũng là phương pháp có nhiều triển vọng
bởi vì sản phẩm có độ tinh khiết cao, tốc độ sản xuất nhanh
Ngày nay người ta có thể sinh tổng hợp nhiều loại axit amin trong các thùng men công
nghiệp như lên men axit glutamic để sản xuất mì chính, lên men lizin… Nhiều vi sinh vật có
khả năng tổng hợp axit amin nhưng đáng chú ý hơn cả là 1 số lớn loài vi khuẩn có khả năng
tổng hợp lượng khá cao các axit amin sau đây: Mycobacterium, corynebacterium, micrococus
Cơ sở khoa học sinh tổng hợp axit amin:
Đa số các vi sinh vật có khả năng tổng hợp 20 a.a tạo nên protein. Khung Cacbon được
tạo thành từ sản phẩm trung gian của sự chuyển đổi chất như: pyruvat, α-Xetoglutrat,
oxaloacetat, fumarat…
Các nhóm amin được gắn vào khung đó nhờ phản ứng amin hoá trực tiếp hoặc chuyển
amin
Việc chuyển Nitơ vô cơ thành hợp chất hữu cơ luôn luôn xảy ra qua amoniac, nitrat,
nitric, nitơ phân tử bị khử thành amoniac sau đó mới được gắn vào khung cacbon:
Hình 1a: sự chuyển Nitơ vô cơ thành hữu cơ
NO3
khử nitrat
NH4
+
α -cetoglutarat
+ NADP. H2
piruvat + NAD.H2
fumarat
N2
L.glutarat
Tổng hợp axit amin phức tạp có mối quan hệ với nhiều quá trình :
Tổng hợp axit amin ở vi sinh vật theo 3 cách:
*Bằng phản ứng amin hoá trực tiếp:
R-C-COOH + NH3
R-CH-COOH + H2O
II
O
R-C-COOH + NAD.H2
II
I
NH2
R-CH-COOH + NAD
I
L.glutamat
L.alanin
L.aspactat
L.glutamin
O
NH2
Cách này thường được tiến hành trong sinh tổng hợp: axit glutamic, alanin, axit aspactic
*Bằng phản ứng chuyển amin:
R1-CH-COOH + R2-C-COOH
I
NH2
axit amin 1
II
O
cetoaxit 2
enzym
R1-C-COOH + R2-CH-COOH
II
O
cetoaxit 1
I
NH2
axit amin 2
Enzym xúc tác là aminotransferase có nhóm ngoại là dẫn xuất vitamin B6
Để amin hoá nhóm =C=O khi có NH 3 thành nhóm –CH–NH2, người ta dùng nhiều loại
vi sinh vật khác nhau, đặc biệt là nấm mốc vi khuẩn có khả năng hoàn thành 1 lúc 2 quá trình
trên
*Bằng cách chuyển axit amin này thành axit amin khác nhờ vi sinh vật
Đây là con đường quan trọng để thu nhận axit amin trong công nghiệp. Vi sinh vật có thể
hấp thu axit amin trong công nghiệp. Vi sinh vật có thể hấp thu axit amin môi trường ngoài làm
nguồn Nitơ và Cacbon 1 cách chọn lọc đồng thời có thể chuyển axit amin này thành axit khác
Trong điều kiện bình thường, lượng axit amin do vi sinh vật tổng hợp thường đủ đáp ứng
nhu cầu sinh lý của bản thân nó. Nhưng khi môi trường thay đổi đột biến, vi sinh vật sẽ có thể
tổng hợp 1 lượng lớn axit amin vượt nhu cầu nó tích lũy trong tế bào hay thoát ra môi trường.
Hiện tượng này gọi là “siêu tổng hợp” axit amin
Ngày nay ngoài hiện tượng siêu tổng hợp người ta còn tách chúng, lai ghép gen, tạo biến chủng
đột biến. Đặc biệt siêu tổng hợp “axit amin không thay thế”. Người ta tìm ra nhiều chủng có
khả năng tổng hợp số lượng lớn axit amin và được áp dụng trong qui mô công nghiệp
- Xem thêm -