X hits on this document

Word document

НАНОТЕХНОЛОГИЯ И ВКЛЮЧЕНИЕ АТОМОВ ДЕЙТЕРИЯ 2H, УГЛЕРОДА 13C, - page 14 / 24

47 views

0 shares

0 downloads

0 comments

14 / 24

аспектами использования ферментативных систем являются каталитические реакции ассиметрического образования связи на прохиральных субстратах и ферментативное разделение рацематов аминокислот.

Что касается хроматографического разделения рацематов на прохиральных сорбентах, то оно все же недостаточно эффективно для разделения и обеспечивает в лучшем случае больше половины меченого продукта в виде одного из оптических антиподов. Ферментативная стадия часто завершает химический синтез изотопномеченых аналогов аминокислот, причем использование для этих целей интактных клеток или их экстрактов так же эффективно, как использование очищенных ферментов. Однако, субстратная специфичность ферментов, их ограниченная доступность, сложность их выделения и очистки ограничивают их применение для этих целей. Несмотря на то, что ферментативные синтезы преодолевают все вышеперечисленные проблемы, низкие выхода очищенных ферментов лимитируют использование химико-ферментативных реакций. Так, разработанный ферментативный процесс для включения атомов азота 15N в молекулу аланина включает комплексное использование нескольких специфичных ферментов и меченых субстратов и имеет выход по целевому продукту не более 1 г [155]. С другой стороны, методы генной инженерии открывают возможности для получения большинства ферментных препаратов в препаративных количествах.

Включение изотопа азота 15N в молекулы аминокислот связано с использованием [15N]аммонийных или [15N]нитратных солей в качестве источников изотопной 15N-метки [156], в то время как ферментативный метод более эффективен для включения изотопа азота 15N в молекулы [15N]аспарагиновой и [15N]глутаминовой кислот за счёт аминирования a-кетопроизводных аминокислот и в тех случаях, когда необходимы высокие уровни включения изотопа 15N в молекулы [157].

Осуществление различных методов включения атомов изотопа азота 15N в молекулы аминокислот связано с использованием методов газовой подпитки 153 [158], иммобилизацией клеток с последующей активацией носителя 154Cl [159], или с оптимизацией концентраций [15N]предшественников аминокислот в ростовых средах [160]. C использованием вышеперечисленных подходов были получены [15N]аспарагиновая кислота и [15N]аланин с уровнями изотопного включения 15N, превышающими 95% [161]. При этом иммобилизованные клетки E. coli были использованы как источник аспартазы, которая катализирует превращение [15N]фумаровой кислоты и [15N]фумарата в [15N]аспарагиновую кислоту, в то время как для получения [15N]аланина из [15N]аспарагиновой кислоты в качестве источника аспартат-4-декарбоксилазы использовали бактерию Pseudomonas decahee. [15N]глутаминовую кислоту получали за счёт процесса ферментации бактерий Brevibacterium lactofermentum с предшественниками аминокислот в присутствии 15NNН4ОН [162].

Для включения атомов изотопа углерода 13С в молекулы аминокислот могут применяться аналогичные ферментативные подходы с применением [13С]глюкозы, однако при проведении ферментативной реакции требуются значительные количества высокообогащённой [13С]глюкозы и поэтому даный метод является слишком дорогим для получения [13С]аминокислот. Кроме того, большая часть глюкозы (до 70%) идёт на обеспечение процесса дыхания клетки, поэтому эффективность мечения молекул БАС изотопом углерода за счёт ферментативного окисления [13С]глюкозы невысокая. Так, уровни изотопного обогащения молекулы [13С]глутамата, полученного ферментативно с участием [13С]глюкозы, были менее 50% [163].

Document info
Document views47
Page views47
Page last viewedSun Dec 04 12:09:14 UTC 2016
Pages24
Paragraphs266
Words9831

Comments