introductie
Biotechnologie maakt gebruik van micro-organismen en hogere cellen en hun werkzame bestanddelen met het doel gewenste conversies van verschillende substraten te bereiken (Tripathi et al., 1997). L-fenyl acetyl carbinol is het uitgangsmateriaal voor de chemische synthese van L-efedrine hydrochloride en pseudo efedrine farmaceutische verbindingen gebruikt als decongestivum, antiasthmatica (Shin and Rogers, 1995) en onlangs gemeld, gebruikt in obesitas controle (Astrup et al., 1992). Aromatische substraat benzaldehyde geeft L-PAC door middel van biotransformatiemethode. Bepaalde giststammen bezitten pyruvaatdecaroxylase (PDC) en alcholdehydrogenase (ADH) enzymen die respectievelijk l-PAC en benzylalcohol, een bijproduct, uit benzaldehyde produceren (Nikolova en Ward, 1991). Biotransformatie potentialen van de groeiende cellen vrije geoogste cellen geïmmobiliseerde cellen en geà soleerde ruwe evenals gezuiverd enzym hebben bee n uitgebreid bestudeerd (Liew et al., 1995; Shin and Rogers, 1996a, b).
de rol van nieuwe stammen in de bioconversie is een belangrijk aspect. De productie van L-PAC werd bestudeerd door vrije en geïmmobiliseerde cellen van saccharomyces cerevisiae onder verschillende groei-en biotransformatieomstandigheden. Maar we hebben de productie van L-PAC uit benzaldehyde bestudeerd door gebruik te maken van verschillende nieuwe stammen onder verschillende groei-en biotransformatiemodaliteiten om de ideale omstandigheden te controleren die een maximale productopbrengst mogelijk maken bij constante substraatconcentratie en celdichtheid. De productie van L-PAC wordt vermeld in Schema 1.
| regeling 1: | |
materialen en methoden
productie van L-fenylacetylcarbinol met normale cellen van Sccharomuces Cerevisiae (BY)
productie van L-Pac (een belangrijk tussenproduct voor veel geneesmiddelen) uit benzaldehyde door gisten is de potentiële route in de fermentatie-industrie voor de productie van efedrine en andere geneesmiddelen. De huidige studie werd uitgevoerd door de auteur in Sultan-Ul-Uloom college Of Pharmacy, gelegen in Hyderabad, India in het jaar 2004.De voorraadcultuur van bakkersgist werd vers gesubcultureerd (Ellaiah and Krishna, 1987) op verse steriele YEMA medium schuine randen en geïncubeerd bij kamertemperatuur (ongeveer 28°C) gedurende 36 uur. De cultuur van bakkersgist werd geoogst door schudden in 5 mL steriel water. Geoogste microbiële suspensie werd overgebracht naar Entmedium-I. de samenstelling van entmedium is als volgt::
de erlenmeyer werd gedurende 24 uur bij 28°C geïncubeerd in een rondschudapparaat (180 omw / min).
de microbiële telling werd uitgevoerd met behulp van de Neubauer telkamer. De microbiële suspensie werd verdund zodat elke mL suspensie 200×106 cellen bevatte. Tien milliliter entmateriaal van IM-I werd overgebracht naar 100 mL inoculatiemedium-II waarvan de samenstelling hieronder is aangegeven:
de kolven werden gedurende 16 uur geïncubeerd met een roterende schudapparaat (180 toeren per minuut).
honderd milliliter produktiemedia werden bereid. In het grootste deel van de studie werd melasse gebruikt als productiemedium en voor vergelijkingsonderzoek suikerriet sapmedium met ureum gebruikt als productiemedium. Tien milliliter entmateriaal van IM-II werd overgebracht naar Productiemedia met dezelfde samenstelling als IM-II en gedurende 9 uur geïncubeerd op roterende shaker. Om 9 uur werd nutriënt (20 mL van 50% melasse) toegevoegd aan melasse productiemedium en nutriënt (20 mL van 50% suikerriet sap) werd toegevoegd aan suikerriet productiemedium respectievelijk en geïncubeerd op roterende shaker. Vanaf 10 uur 0.6% gedestilleerd benzaldehyde werd in 6 verdeelde doses van een half uur aan het productiemedium toegevoegd.De kolven met 130 mL bouillon (d.w.z. 100 mL produktiemedium + 10 mL entmateriaal+20 mL voedingsmiddel) werden behandeld met 130 mL benzeen (oplosmiddel) en gedurende 15 minuten in de scheitrechters geschud. Vervolgens werd de organische laag gescheiden en gefilterd door absorberend katoen. Tenslotte werd het oplosmiddel benzeen gedestilleerd om L-PAC product te krijgen.
productie van L-fenylacetylcarbinol met nieuwe gist-isolaten:
Procedures voor Bioconversie:
in vergelijkende studies werden de nieuwe culturen gebruikt om hun biotransformatiepotentieel te schatten en te vergelijken met bakkersgist. De voorraadculturen van Candida pseudointermedia MTCC No. 6225, Candida pseudountermedia MTCC No. 6352 en Issatchenkia orientalis MTCC No.6351 werden aseptisch gesubcultureerd op Strile YEMA schuine met gesteriliseerde transferlus in het steriele gebied (laminaire luchtstroom).
eerder genoemde procedure (Ellaiah and Krishna, 1987) werd ook voor de nieuwe stammen herhaald. In het grootste deel van de studie werd melasse gebruikt als productiemedium en voor vergelijkende studie werd suikerriet sapmedium met ureum (Kaur en Kocher, 2002) gebruikt als productiemedium.
resultaten en discussie
l-Fenylacetylcarbinol is een gele kleurstofvloeistof. Het soortelijk gewicht is 0,93 bij kamertemperatuur. L-PAC geproduceerd door isolaten met inbegrip van Bakkersgisten (S. cerevisia) vertoonde dezelfde soortelijk gewichtswaarde. pH-waarde van L-PAC (1: 1 verhouding van L-PAC monster en water) wordt gerapporteerd als 3,84. In deze experimenten toonde het L-PAC product verkregen door biotransformatie door vier verschillende gisten zoals bakkersgist, Candida pseudointermedia (6225), Candida pseudointermedia (6352) en Issatchenkia orientials (6351) dezelfde pH waarden. Rf-waarde van L-PAC werd gerapporteerd (Groger en Erge, 1965) in chloroform aangezien mobiele fase op silicagel Jodiumdampen werden gebruikt voor de detectie van vlekken.
bij de ontwikkeling van chromatogrammen werd chloroform als voorste oplosmiddel vergeleken met oplosmiddelmengsel (30% ethylacetaat 70% hexaan) als mobiele fase. De latere oplosmiddelfront vertoonde een betere scheiding dan chloroform. Dus gebruikten we 30% ethylacetaat en 70% hexaan als oplosmiddelfront in al onze experimenten.
l-PAC is ook reactief bij UV-licht, jodiumdampen en β-Methoxynaftaleen-verkoeling. De Rf-waarde van standaard L-PAC is ongeveer 0,33. Het L-PAC-product van verschillende isolaten vertoonde dezelfde Rf-waarde.
het in L-PAC aanwezige methylketon ondergaat de Idoformreactie (Smith en Hendlin, 1954). Het ondergaat aanvankelijk halogenatie en de splitsing in aanwezigheid van alkali zoals NaOH om tot Idoform te leiden. Deze reactie is zeer specifiek voor L-PAC en komt niet voor met bijproducten. L-PAC geproduceerd door verschillende isolaten gaf aanleiding tot Idoform.
volgens polarimetrische en colorimetrische schattingen werd het bioconversiepercentage geschat in verschillende gistisolaten. Andere fermentatieproducten (bijvoorbeeld benzylalcohol, benzoëzuur en niet-omgezet benzaldehyde) werden geanalyseerd met behulp van hogedrukvloeistofchromatografie (HPLC) en gaschromatografie (GC). De chemische structuur van L-PAC werd geà dentificeerd en conformeerde aan 1h NMR en UV spectrale gegevens.
verschillende werknemers (Ellaiah en Krishna, 1987) voerden fermentatie uit in melasse als productiemedium, naast dat in de industrie gebruiken melasse medium voor bioconversiereactie in de l-PAC productie.
in dit onderzoek hebben wij het suikerrietsap als productiemedium in de l-PAC-productie geprobeerd. Suikerrietsap met 0,25% ureum werd gebruikt als productiemedium dat meer product van L-PAC dan melasse leverde. In aanvulling op dat product extractie uit suikerriet sap medium was erg handig dan uit de melasse medium. Het % bioconversie verkregen met verschillende gistisolaten is weergegeven in Tabel 1.
het Biotransformatiepotentieel van vrije cellen van bakkersgist (S. cerevisiae) is onderzocht in zowel melasse-als suikerrietsap als productiemedium. In melasse medium werd 25% bioconversie waargenomen, waar net als in suikerriet sap medium 28% bioconversie werd waargenomen.
| Tabel 1: | verwerking van melasse – en suikerrietsap als productiemedium op de productie van L-AKP |
biotransformatie potentieel van vrije cellen van Candida pseudointermedia MTCC No. 6225 werd bestudeerd in zowel melasse als suikerriet sap als productiemedium. Bij melasse werd 23,43% bioconversie waargenomen, waar, zoals bij suikerriet sap medium, 23,75% bioconversie werd waargenomen.
Biotransformatiepotentieel van vrije cellen van Candida pseudointermedia MTCC nr. 6352 werd bestudeerd in zowel melasse als suikerriet sap als productiemedium. Bij melasse werd 33,47% bioconversie waargenomen, waar, zoals bij suikerriet sapmedium, 48,76% bioconversie werd waargenomen.
biotransformatie potentieel van vrije cellen van Issatchenkia orientalis MTCC No. 6351 werd bestudeerd in zowel melasse als suikerriet sap als productiemedium. Bij melasse werd 37,16% bioconversie waargenomen, waar, zoals in suikerriet sap medium, 60,61% bioconversie werd waargenomen.
conclusie
conclusie de huidige procedure voor het gebruik van nieuwe stammen van gisten uit natuurlijke bronnen voor biotransformatiestudies werd onderzocht en gebruikt voor de bioconversie van benzaldehyde tot L-PAC. Drie stammen werden geïsoleerd uit verschillende natuurlijke bronnen zoals blackgrapes, dadelfruit en suikerriet sap en werden geïdentificeerd aan het Instituut voor Microbiële Technologie, Chandigarh. Deze drie stammen werden aangeduid als Candida pseudointermedia MTCC No. 6225 (BGY), Issatchenkia orientials MTCC No.6351 (DY), Candida pseudointermedia MTCC No. 6352 (SCY).Dat zal een belangrijke aanvulling zijn op de huidige bestaande procedures. De belangrijkste bevindingen van dit onderzoek zijn het gebruik van 3 nieuwe giststammen voor de productie van L-PAC en het gebruik van suikerriet sap als productiemedium voor de productie van L-PAC. We zijn succesvol in beide pogingen en er is een aanzienlijke toename van de procentuele opbrengst van L-L-PAC wanneer suikerriet sap werd gebruikt als productiemedium. Hoewel suikerriet sap is duur in vergelijking met melasse, de extractieprocedure bleek veel gemakkelijker met suikerriet sap in vergelijking met melasse. Verdere onderzoeksmodaliteiten zoals verschillende factoren, immobilisatiestudies, mutatiestudies enz., kan helpen bij het vaststellen van de kosteneffectieve methoden voor de productie van L-PAC door het gebruik van suikerriet sap als productiemedium. Dit is het eerste rapport over het gebruik van Candida pseudointermedia en Issatchenkia orientalis voor bioconversiestudies van benzaldehyde tot L-PAC. Het gebruik van suikerrietsap als productiemedium in biotransformatiestudies van benzaldehyde tot L-PAC is ook het eerste verslag in zijn soort. Bovendien toonde suikerriet sap een verhoogd bioconversiepotentieel dan melasse medium. De nieuwe stammen die we kunnen verkennen voor de verschillende chemische reacties. Verdere studies in deze richting zijn in uitvoering.
Dankbetuigingen
de auteurs zijn Imtech, Chandigarh dankbaar voor het identificeren van de nieuwe stammen en het toekennen van de MTCC-nummers.
