Математическое моделирование биосинтеза продуктов метаболизма

Московский Государственный Университет Инженерной Экологии Кафедра «Экологическая и промышленная биотехнология» «Математическое моделирование биосинтеза продуктов метаболизма» Реферат на сдачу экзамена по кандидатскому минимуму по специальности : 03.00.23 – Биотехнология. Аспирант: Осипов Д.С. Зав. каф.: д.т.н., проф. Бирюков В.В. Москва – 2002 Введение. МЕТАБОЛИЗМ – греческое слово metabole, означающее перемена, превращение. В

физиологическом смысле метаболизм – это промежуточный обмен, т. е. превращение определенных веществ внутри клеток с момента их поступления до образования конечных продуктов (напр., метаболизм белков, метаболизм глюкозы, метаболизм лекарственных препаратов). С точки зрения промышленной биотехнологии метаболизм – это образование в процессе роста и развития клеток ценных биохимических продуктов – некоторые из них выделяются

в среду (внеклеточные продукты), некоторые накапливаются в биомассе (внутриклеточные продукты). С помощью метаболизма получают антибиотики, молочную и лимонную кислоту, пищевые консерванты и многие другие продукты. В естественных условиях метаболизм настроен так, чтобы производить минимальное количество необходимых метаболитов. Промышленное производство, направленное на получение максимальной прибыли, такая ситуация

никак не устраивает. Поэтому, для максимизации прибыли необходимо произвести оптимизацию следующих технологических параметров: ­– выхода продукта в расчете на потребленный субстрат; –                   –                   Оптимизация технологии биосинтеза метаболитов состоит из следующих основных этапов [5]: 1) Первоначальная селекция штамма

микроорганизмов; 2) Определение оптимальных значений температуры, рН, тоничности и потребности в кислороде; 3) Определение оптимального режима питания и накопления биомассы; 4) Изменение генетической структуры организма для увеличения образования продукта. Разработка 3-его этапа, непосредственно связана с биосинтезом. Для нахождения режима питания и накопления биомассы, оптимального для биосинтеза метаболитов необходимо