KimyaKongreleri.org

KM
XVIII. Ulusal Kimya Kongresi, Kars, 2004
L-FENİLALANİN ÜRETİMİ İÇİN REKOMBİNANT MİKROORGANİZMA
GELİŞTİRİLMESİ
İlknur Şenver Özçelik, Pınar Çalık, Güzide Çalık, Tunçer H. Özdamar
1
Ankara Üniversitesi, Kimya Mühendisliği Bölümü, Biyokimyasal Reaksiyon
Mühendisliği Lab., 06100, Tandoğan, Ankara
2
ODTÜ, Kimya Mühendisliği Bölümü, Endüstriyel Biyoteknoloji Lab., 06531, Ankara
Endüstriyel amino asit L-fenilalanin (Phe) üretimi için E.coli, C. glutamicum, B.
lactofermentum, A.globiformis ve daha az ilgi çeken B.subtilis üretim için kullanılmıştır
[1]. Ancak, Phe üretiminde verim ve seçimliliğin artırılması ile ilgili problemlere yönelik
olarak mikroorganizmanın genetik yapısının tasarlanması ve genetik kontrol
mekanizmasının geliştirilmesi ve hücreiçi tepkime ağının düzenlenmesi için hücreiçi
tepkime ağındaki hız-kısıtlayıcı basamak(lar)ın metabolik mühendislik yaklaşımıyla
metabolik yolizi analiziyle belirlenmesini temel alan sistematik bir çalışma bu çalışma
dışında yoktur. Bu çalışmanın amacı B.subtilis ile Phe üretiminde verim ve seçimliliğin
artırılması için hücreiçi tepkime sisteminin metabolik mühendislik prensipleriyle
analizlenmesi, hız kısıtlayıcı basamakların belirlenmesi ve birincil darboğaz oluşturan
tepkimenin genetik mühendisliği teknikleriyle modifikasyonudur. Bu doğrultuda B.subtilis
için 232 reaksiyon ve 184 bileşikten oluşan biyokimyasal tepkime sistemindeki her
metabolit için yazılan kütle korunum denklemlerinden oluşan matematik modelin
çözümüyle hücreiçi tepkime hızları bulunmuş ve Phe üretimi açısından korizmat’tan
prefenat’ın oluşumu tepkimesinin (R96) hızının önündeki tepkimelerin hızından düşük
olması nedeniyle darboğaz oluşturduğu belirlenmiştir. Phe üretiminin artırılması için R96
tepkimesini katalizleyen korizmat mutaz enzimini kodlayan aroH geni genetik
mühendisliği teknikleriyle önce bir E.coli plasmidi olan pUC19 plasmidine klonlanmış ve
geni taşıyan plasmid E.coli’ye aktarılmış ve E.coli’de derişimi artırıldıktan sonra aroH
geni bir Bacillus-E.coli shuttle plasmidi olan pMK4’e sub-klonlanmıştır. Geni taşıyan
pMK4’ün farklı genotip özellikleri olan Bacillus türlerine aktarılmasıyla rekombinant
mikroorganizmalar geliştirilmiş ve r-B.subtilis ’lerin Phe üretim performansları laboratuvar
ölçek kesikli biyoreaktörlerde gerçekleştirilen deneylerle karşılaştırılmış ve pts- olan rB.subtilis A263 ile en yüksek Phe üretiminin gerçekleştiği belirlenmiştir.
Kaynak
1. De Boer, L., Dijkhuizen, L., 1990. Microbial and enzymatic processes for Lphenylalanine production, Advances in Biochemical Engineering/Biotechnology, 41, 1-27.
760
KimyaKongreleri.org