Mikrob Penghasil Nukleotida

Transkripsi

1 Mikrob Penghasil Nukleotida Digunakan luas sbg Penyedap rasa -purin ribonukleosida-5 -monofosfat: 5 -GMP (as. Guanilat) 5 -IMP (as. Inosinat) 5 - XMP (as. Xanthilat) -5 -AMP & isomer 2, 3-5 -deaoksiribonukleitida -Nukleotida pirimidin Tidak ada efek

2 Produksi 5 -IMP & 5 -GMP -Enzimatik : hidrolisis RNA khamir -dikembangkan di jepang th dikemersialisasi th 1961 Na 2 -IMP Na 2 -GMP -Sup -Sauces Digunakan sbg food additives Kombinasi dg Na-glutamat Cukup %

3 -jumlah zat penyedap rasa yg dikonsumsi setiap makan; g terdiri dari: IMP = 8 12 % - 5 GMP = % Kombinasi dg glutamat Produksi : - enzimatik hdrolisis - Fermentasi Di Jepang : 3000 ton/tahun Dipelajari untuk tujuan kemoterapi : antibiotik & sitostatik analog purin : - 8-Azaguanin Terapi kanker - 6-Merkaptopurin β-d-arabifuranosiladenin efektif utk Herpes

4

5 Struktur:

6 Biosintesis: -dimulai dr PRPP (dibentuk dr ribosa 5-fosfat & ATP) -turunan purin komplit I: as. Inosinat (5 -IMP) Prekusor 5 -AMP, 5 -XMP, 5 -GMP

7 Regulasi: -overproduksi nukleotida purin dicegah oleh regulasi feedback. produksi komersial, dieliminasi scr parsial mutan auxotrofik or mutan resisten thd nalog purin

8 Metode Produksi: 1. Enzimatik or pemecahan scr Kimiawi a. hidrolisis enzimatik dr RNA khamir b. pemecahan RNA dg enzim endogenous ekskresi c. hidrolisis kimiawi dr RNA khamir dg fosforilasi 2. Fermentasi: pakai mutan block biosintesis nukleotida tidak ada regulasi endproduct a. Fermentasi & fosforilasi kimiawi b. Konversi nukleosida jadi 5 -nukleotida 1a, 1c, 2a, 2b digunakan utk produksi 5 - IMP & 5 - GMP

9 *Produksi 5 -IMP & 5 -GMP dg Hidrolisis RNA scr Enzimatik -metode I produksi nukleaotida scr komersial -50 % produk 5 -nukleotida di Jepang Tahapan proses: 1. Kultur sel khamir RNA tinggi 2. Ekstraksi RNA 3. Produksi enzim penghidrolisis 4. Hidrolisis RNA 5. Isolasi dan purifikasi 5 -IMP & 5 -GMP RNA sel : -5 % mrna % trna % rrna

10 - Khamir kandungan DNA rendah Sumber RNA terbaik Candida utilis Saccharomyces cerevisiae -kandungan RNA tgt kondisi kultur: awal fase Log : RNA tinggi C/N ratio rendah : RNA tinggi + ion Zn 0.25 ppm & 0.15 % fosfat (molase or glukosa)

11 Sel khamir dipisahkan & dikeringkan RNA diekstrasi dg larutan garam alkalin panas (8-20 % NaCl; 8 jam; 100 o C) RNA diendapkan dg HCl or etanol Dikeringkan ( kandungan RNA %; BM: ) Hidrolisis enzimatik Sumber enzim : - Penicillium citrinum - Streptomyces aureus

12

13 *Produksi 5 -IMP & 5 -GMP dg Hidrolisis RNA scr kimiawi -hidrolisis pd kondisi alkalin -Campuran 2 - & 3 - nukleotida bukan 5 -nukleotida -Pemanasan 130 o C selama 3-4 jam dalam Ca(OH) 2 prod nukleoside -Fosforilasi produksi 5 -IMP dan 5 - GMP *Produksi 5 -IMP dg Fermentasi Metode: 1. Produksi inosin fosforilasi kimia 5 -IMP 2. Fermentasi langsung jadi 5 -IMP 3. Produksi adenosin or 5 -AMP konversi enzimatik 5 -IMP 4. Konversi hipoxanthin (prod. Kimiawi) 5 -IMP *Alasan ekonomis: no 1 & 2 digunakan scr komersil

14 Fermentasi produksi inosin: -sel tidak permeabel thd nukleotida -Permeabel thd nukleosida 5 -IMP (tidak dikeluarkan dr dalam sel) defosforilasi Inosin (dikelurkan dr dalam sel) -pertama ditemukan pd mutan auxotrof adenin (ade - ) - Bacillus - Brevibacterium - Corinebacterium - Streptomyces - Saccharomyces *fosforilasi scr kimia dg triakilfosfat dg PCl 3

15

16 Fermentasi inosin Brevibacterium ammoniagenes KY 13761

17 Fermentasi langsung 5 -IMP: Mutan harus: - tidak punya SAMP sintetase hilangkan regulasi AMP pd level PRPP amidotransferase - aktivitas enzim pendegradasi 5 -IMP rendah - membran permeabel untuk ekskresi 5 -IMP

18

19

20 *Produksi 5 -GMP dg Fermentasi Ekskresi 5 -GMP pada galur liar sangat jarang efek regulasi pd PRPP amidotransferase, IMP dehidrogenase, dan GMP sintetase Metode: 1. Fermentasi dr AICAR konversi kimiawi jadi 5 -GMP 2. Produksi guanosin fosforilasi kimia 5 -GMP 3. Produksi xanthin or 5 -XMP konversi enzimatik 5 -GMP 4. Fermentasi langsung jadi 5 -GMP *no 1 & 2 digunakan scr komersil

21 Fermentasi dr AICAR: Mikrob produksi AICAR (5-amino-4-imidazole karboksamida ribosida) E. coli B. subtilis B. megaterium Brevibacterium flavum -galur auxotrof purin block reaksi AICARP formiltransferase (AICARP FAICARP) -tidak ada aktivitas enzim yg menghidrolisis Karakter: AICA-ribosida -enzim yg menkatalisis biosintesis AICAR tidak sensitif thd regulasi nukleotida purin intraselular

22 -Produksi dipengaruhi sporulasi - sporulasi kurangi produksi AICAR Ditekan : - inhibitor (as. Butirat) - kurangi supply O 2 -AICARP yang terbentuk diekskresikan dalam bentuk terdefosforilasi (AICAR) -AICAR konversi ke guanosin fosforilasi jadi 5 -GMP

23 Fermentasi Guanosin: -Galur yg ekskresi guanosin harus: tidak ada SAMP sintetase tidak ada GMP reduktase aktivitas nukleosidase tereduksi enzim biosintesis GMP tidak teregulasi -Bacillus subtilis -Bacillus pumilus -Bacillus licheniformis -Corynebacterium petrophilum -Corinebacterium guanofaciens -Streptomyces griseus

24

25