6. Aqueous or non-conventional medi

6. Aqueous or non-conventional media

The solubility in aqueous media of steroid and sterol compounds is usually below 0.1mM and 1mM, respec-tively [101]. This considerably limits the productivity of

the biotransformation systems, where the initial substrate concentration hardly ever exceeds 10–20mM. Furthermore, powdered substrates added to the fermentation medium tend to clump and are difficult to disperse [102]. Thus, the over-all biotransformation rate of steroids in aqueous media was considered to depend not only on the specific activity of the biocatalyst, but also on the dissolution rate of the solid sub-strate [103,104]. Assuming a pseudo-steady-stationary state the rate of substrate dissolution and the biotransformation rate could be equated Eq. (1) [104].

r(s) = KA(S∗ −s) (1)

In Eq. (1), K is a mass transfer coefficient, A the total effective area for mass transfer (considered to be directly proportional to the concentration of solid substrate), S∗ the solubility of the substrate, s the substrate concentra-tion in solution and r(s) is the rate of biological substrate consumption.
Conventional approaches to minimize this mass trans-fer limitation include the use of micronized substrates [60,105–107], and the feeding of substrates in the form of saturated solutions in water-miscible solvents, such as dimethylformamide [37,55,57,73,108–111], methanol [94], acetone [112–114] or 1,2-propanediol [115]. The amount of co-solvent added usually has to be kept below 1.5–5% (v/v), to prevent biocatalyst deactivation. Other feeding strategies are the use of substrate suspensions in surface active agents such as Tween 80 [62,65,116], Triton X-100 [117], lecithins [58,112], polypropylene glycol [60], silicone [60], and the addition of cyclodextrins with the formation of substrate inclusion complexes [118–123]. In the latter case, the re-sulting biocatalytic activity was shown to depend on the chemical structure of the cyclodextrin and the mode of its addition [121]. Complex formation between steroid drugs and cyclodextrins can be obtained for adequate concentra-tions of these chemicals, and results in the lowering of the observed hydrophobic nature of the steroid [124]. How-ever, although the formation of such complexes facilitates sterol solubilization, it can be expected that the adsorption and uptake properties of the complex in biological systems differ from those of the uncomplexed drug. Vegetable oils are often used as solubilizing agents in microbial fermen-tations, however its use was found to be detrimental to the yield of AD in mycobacterial degradation of sitosterol [60]. Recently, it was observed that the overall specific biocon-version rate of sitosterol side-chain cleavage could be en-hanced if cell wall defective mycobacterial cells were used, clearly suggesting that the permeation rate of the substrate through the cell envelope could be the rate limiting pro-cess [125]. Using Mycobacterium vaccae or derived strains, enhanced sterol penetration through the cell envelope was achieved when vancomycin [126], glycine [127], lecithin [58] and polycations, such as protamine, polymyxin B non-apeptide or polyethyleneimine [128], were added to the fer-mentation medium. Vancomycin and glycine tampered with the cell wall peptidoglycan layer [125], by shifting the molar

P. Fernandes et al./Enzyme and Microbial Technology 32 (2003) 688–705 697


ratios of some of the constituents, namely increasing the muramic acid to diaminopimelic acid molar ratio, indicat-ing a reduction in the cross linking level between peptide units [126,127]. Glycine was also responsible for changing the relative proportion of mycolic acids to other lipids in the strain used [127]. Lecithin interfered with the fatty acid profile [58,128] of the cell envelope. As a result, the rela-tive specific activity of specific sterol side-chain cleavage to AD and ADD of the treated cells could be increased by up to three-fold. Protamine, on the other hand, was recently shown to alter the relative proportion of the non-covalently bound lipids of the outer leaflet of the mycobacterial cell wall bilayer, through a shift in their fatty acid composition [128]. Irrespective of the cell wall structure affected by the added chemical, its action resulted in the disturbance of the integrity and fluidity of the cell wall bilayer. This led to an enhancement in the production of 17-ketosteroids from b-sitosterol [58,126,127], with an up to three-fold in-crease in the specific side-chain cleavage cell productivity, even though a decrease in biomass production was usually observed [126–128]. Changes in the composition of the mycobacterial cell wall have also been shown to result from the nature of the carbon source used for cell growth [129]. Cultivation on either glycerol or fructose led to an enhance-ment in the hydrophobic nature of the cells, as a result of the paraffin synthesis, as compared to what was observed with glucose, when no paraffins were quantified. On the other hand, glycerol-grown cells had a considerably thinner cell wall (a reduction of around 40%) as compared to glucose-and fructose-grown cells, an effect which still requires fur-ther studies. Although these observations on the effect of the carbon source on the mycobacterial cell wall nature were not correlated to sterol side-chain cleavage activity in the paper by Borrego et al. [129], they could be related to the increased product yields reported by Dias et al., observed when glycerol-grown cells were used to cleave a sitosterol-rich fraction of tall-oil to AD, as compared to fructose-grown cells [130]. Rajkhowa et al. brought further evidence on the influence of the nature of the cell wall in the mechanisms of sterol uptake, while evaluating the growth of A. sim-plex SS-7 in the presence of b-sitosterol [131]. Although the production of an extracellular sterol-pseudosolubilizing protein during cell growth was observed, its role was found unable to fully account for the rate of sterol uptake, since the rate of sterol pseudosolubilization was 14 times smaller than the rate of sterol uptake during normal growth. Only under stress conditions the mechanism of sterol pseudosol-ubilization could account for substrate uptake. It was thus considered that in such conditions substrate uptake occurs primarily through cell adhesion to the sterol particles. The cell wall composition of cells grown in the presence and absence of sterol was compared, the former showing a lipid content to be more than double than the latter, whereas the carbohydrateandproteincontentsweresimilar.Thehighcell wall lipid content was considered to impart high cell-surface hydrophobicity,thushelpingcellstoadheretothehydropho-

bic sitosterol particles. Furthermore, the fatty acid profile of the cell wall lipid of sterol-grown cells showed a high percentage of long chain length fatty acids, unlike the cells grown in the absence of sterol. Unidentified fatty acids, ten-tatively related to mycolic acids, which have been reported to be involved in the use of other water-insoluble hydrocar-bons by microbial cells [132], were also found among the lipidic fraction of the cell wall of sterol-grown A. simplex SS-7 cells.
A more radical approach to cope with the low water solubility of steroid-like compounds has been the use in the bioconversion medium of a water-immiscible organic phase as substrate carrier and for in-situ product recovery [2–7,133,134]. The organic solvent must be non-toxic to the biocatalyst, while providing high solubility of the substrate and product and adequate water/organic partition coeffi-cients. Solvents with a logP value in excess of 4 usually result in the best compromise between these requirements [133], although cell activity predictions based solely on the logP value of the solvent may not be totally accurate [135]. Furthermore, adequate hydrodynamic conditions and phase volume ratio (organic volume/aqueous volume) values have to be defined, in order to enhance mass transfer and thus increase the overall reaction rate, as observed in the choles-terol oxidation to cholestenone and in the 11-dehydrogena-tion of a cortisol derivative, both using resting A. simplex cells [136,137]. Work performed on the 11-dehydrogena-tion of cortisol and derivatives with whole A. simplex cells highlighted the primary target of the solvent toxic action as the cell’s respiratory chain, rather than the 11-dehydroge-nase itself [138,139]. Thus, artificial electron acceptors are required in order to bypass the respiratory electron transport chain and allow continued activity [138–140]. The organic– aqueous two-liquid phase approach was also followed by Krook and Hewitt in the experimental set-up claimed for the production of 6-methyleneaneandrosta-1,4-diene-3, 17-dione from 6-methyleneandrost-4-ene-3,17-dione, using whole cells of A. simplex [141]. Conversion yields in excess of 99% were reported, for an initial substrate concentration of 60gl−1, using potassium phosphate buffer (pH 8.8) as aqueous phase and toluene as organic phase, present in a volumetric aqueous:organic phase ratio of 5:95. Menadione was used as exogenous electron carrier and catalase was used for peroxide scavenging.
Organic–aqueous two-liquid phase systems have recently found application in multi-enzyme steroid bioconversions, using resting Mycobaterium sp. NRRL B-3805 cells for the bioconversion of sitosterol to 17-keto-steroids [135,142]. Low catalytic stability was reported, although deactivation could not be attributed to the presence of the organic sol-vent, dioctyl phthalate, but more probably to the depletion of the cellular oxidative potential, since incubation of the biocatalyst in nutrient media between successive batch bio-conversion runs improved its operational stability [143]. Water-immiscible organic solvents were also used in the development of experimental set-ups for the stereospecific

698 P. Fernandes et al./Enzym

Kết quả (Việt) 1:

6. dung dịch nước hoặc phi thường, phương tiện truyền thôngĐộ hòa tan trong dung dịch truyền thông của hợp chất steroid và sterol là dưới đây thường 0,1 mM và 1mM, respec-cách [101]. Điều này giới hạn đáng kể năng suất của Các hệ thống biotransformation, nơi tập trung đầu tiên bề mặt hầu như không bao giờ vượt quá 10-20mM. Hơn nữa, bột chất bổ sung vào các phương tiện lên men có xu hướng để clump và là difficult để giải tán [102]. Do đó, trên tất cả biotransformation, lệ steroid trong dung dịch nước phương tiện truyền thông được coi phụ thuộc không chỉ vào các hoạt động specific của biocatalyst, mà còn trên mức giải thể của rắn sub-strate [103,104]. Giả sử một pseudo-steady cố định tỷ lệ bề mặt giải thể công ty nhà nước và mức biotransformation có thể là tương đương Eq. (1) [104].r(s) = KA(S∗ −s) (1)Trong Eq. (1), K là một khối lượng chuyển coefficient, A Tổng diện tích hiệu quả cho hàng loạt chuyển (được coi là trực tiếp tỉ lệ thuận với nồng độ của bề mặt rắn), S∗ độ hòa tan của bề mặt, s bề mặt concentra-tion trong giải pháp và r(s) là mức độ tiêu thụ chất nền sinh học.Thông thường phương pháp tiếp cận để giảm thiểu trans-fer khối lượng hạn chế này bao gồm việc sử dụng của rong chất [60,105-107], và cho ăn các chất nền trong các hình thức của bão hòa giải pháp trong các dung môi như nước, chẳng hạn như dimethylformamide [37,55,57,73,108-111], methanol [94], axeton [112-114] hoặc 1,2-propanediol [115]. Số lượng đồng dung môi thêm thường đã được giữ dưới 1,5-5% (v/v), để ngăn chặn biocatalyst vô hiệu hóa. Chiến lược cho ăn khác là việc sử dụng các chất nền bị đình chỉ ở bề mặt hoạt động đại lý như Tween 80 [62,65,116], Triton X-100 [117], lecithins [58,112], polyethylene glycol [60], silicone [60], và việc bổ sung các cyclodextrins với sự hình thành của khu phức hợp bao gồm chất nền [118-123]. Trong trường hợp thứ hai, các hoạt động biocatalytic re-sulting được hiển thị phụ thuộc vào cấu trúc hóa học của cyclodextrin và phương thức bổ sung của nó [121]. Hình thành phức tạp giữa thuốc steroid và cyclodextrins có thể thu được cho concentra-tions đầy đủ của các hóa chất, và kết quả trong việc giảm quan sát bản chất kỵ nước của các steroid [124]. Làm thế nào bao giờ, mặc dù sự hình thành của tổ hợp như vậy tạo điều kiện sterol solubilization, nó có thể được dự kiến rằng các tính chất hấp phụ và hấp thu của khu phức hợp trong hệ thống sinh học khác nhau từ những người uncomplexed thuốc. Dầu thực vật thường được sử dụng như solubilizing đại lý trong vi khuẩn fermen-tations, Tuy nhiên, việc sử dụng nó được tìm thấy là bất lợi cho năng suất của quảng cáo trong sự xuống cấp mycobacterial của sitosterol [60]. Gần đây, nó được quan sát thấy rằng tổng thể specific biocon-Phiên bản tốc độ sitosterol bên-chuỗi cát khai có thể en-hanced nếu bào khiếm khuyết mycobacterial tế bào đã được sử dụng, rõ ràng cho thấy rằng permeation tỷ lệ bề mặt thông qua phong bì di động có thể là mức hạn chế Pro-cess [125]. Nâng cao sterol thâm nhập thông qua phong bì di động bằng cách sử dụng Mycobacterium vaccae hoặc có nguồn gốc chủng, đã đạt được khi tiêm [126], glycine [127], lecithin [58] và polycations, chẳng hạn như protamine, không polymycin B-apeptide hoặc polyethyleneimine [128], đã được thêm vào các phương tiện fer-dùng. Tiêm và glycine giả mạo với các tế bào peptidoglycan lớp [125], bằng cách chuyển răng hàm P. Fernandes et al./Enzyme và vi khuẩn công nghệ 32 (2003) 688-705 697 tỷ lệ của một số thành phần, cụ thể là tăng axit muramic tỷ lệ Mol axit diaminopimelic, indicat-ing một sự giảm trong mức độ liên kết chéo giữa các peptide đơn vị [126,127]. Glycine cũng chịu trách nhiệm cho việc thay đổi tỷ lệ tương đối của các axit mycolic để các chất béo trong sự căng thẳng được sử dụng [127]. Lecithin can thiệp với axit béo profile [58,128] của phong bì di động. Kết quả là, các hoạt động specific rela-hoạt động cùng của specific sterol bên-chuỗi cleavage để quảng cáo và thêm các tế bào được điều trị có thể được tăng lên bởi lên đến three-fold. Protamine, mặt khác, mới được hiển thị để làm thay đổi tỷ lệ tương đối của lipid leaflet bilayer mycobacterial tế bào, thông qua một sự thay đổi trong thành phần của axit béo [128], bên ngoài, không một ràng buộc. Không phân biệt cấu trúc tế bào bị ảnh hưởng bởi các chất hóa học thêm, hành động của nó đã dẫn đến sự xáo trộn của sự toàn vẹn và fluidity của tế bào bilayer. Điều này dẫn đến một phụ kiện sản xuất 17-ketosteroids từ b-sitosterol [58,126,127], với một lên đến three-fold trong nếp gấp trong sản xuất tế bào bên-chuỗi cleavage của specific, mặc dù giảm sản xuất nhiên liệu sinh học thường được quan sát thấy [126-128]. Những thay đổi trong thành phần của tế bào mycobacterial cũng đã được hiển thị kết quả từ bản chất của nguồn cacbon được sử dụng cho sự tăng trưởng di động [129]. Trồng trên glyxêrin hoặc fructose đã dẫn đến một nâng cao-ment trong bản chất kỵ nước của các tế bào, là kết quả của việc tổng hợp paraffin, so với những gì được quan sát với đường, khi không có paraffins quantified. Mặt khác, các tế bào phát triển nhóm glycerol có một vách tế bào mỏng hơn đáng kể (giảm khoảng 40%) so với đường- và các tế bào phát triển fructose, một hiệu ứng mà vẫn còn yêu cầu lông-có nghiên cứu. Mặc dù các quan sát về ảnh hưởng của nguồn cacbon vào bản chất mycobacterial tế bào không được tương quan đến sterol bên-chuỗi cát khai hoạt động trong giấy bởi Borrego et al. [129], họ có thể liên quan đến sản lượng tăng sản phẩm, báo cáo bởi al. et Dias, quan sát thấy khi nhóm glycerol phát triển tế bào đã được sử dụng để tách một phần sitosterol giàu cao-dầu để quảng cáo, so với các tế bào phát triển fructose [130]. Rajkhowa et al. đưa thêm bằng chứng trên influence bản chất của tế bào trong cơ chế sterol hấp thu, trong khi đánh giá sự phát triển của A. sim-plex SS-7 sự hiện diện của b-sitosterol [131]. Mặc dù sản xuất một protein sterol-pseudosolubilizing ngoại bào trong tăng trưởng tế bào được quan sát thấy, vai trò của nó đã được tìm thấy không thể đầy đủ tài khoản cho tỷ lệ hấp thụ sterol, kể từ khi tỷ lệ sterol pseudosolubilization là lần nhỏ hơn so với tỷ lệ hấp thụ sterol trong sự phát triển bình thường. Chỉ trong điều kiện căng thẳng cơ chế sterol pseudosol-ubilization có thể tài khoản cho sự hấp thu chất nền. Nó do đó được coi là rằng trong bề mặt điều kiện hấp thụ xảy ra chủ yếu thông qua độ bám dính tế bào để hạt sterol. Các thành phần tế bào của các tế bào phát triển trong sự hiện diện và sự vắng mặt của sterol được so sánh, các cựu đang hiện lipid một nội dung để nhiều hơn gấp đôi hơn sau này, trong khi carbohydrateandproteincontentsweresimilar.Thehighcell tường nội dung lipid được coi là để truyền đạt cao bề mặt tế bào hydrophobicity, thushelpingcellstoadheretothehydropho- BIC sitosterol hạt. Hơn nữa, profile acid béo của lipid vách tế bào của các tế bào phát triển sterol cho thấy một tỷ lệ phần trăm cao của chuỗi dài axit béo chiều dài, không giống như các tế bào phát triển trong sự vắng mặt của sterol. Unidentified axit béo, mười tatively liên quan đến axit mycolic, mà đã được báo cáo để được tham gia trong việc sử dụng khác không hòa tan nước hydrocar-bons bởi các tế bào vi khuẩn [132], cũng đã được tìm thấy trong số các phần lipidic của tế bào phát triển sterol A. simplex SS-7 tế bào.Một cách tiếp cận cấp tiến hơn để đối phó với nước thấp độ hòa tan của các hợp chất steroid như là sử dụng trong các phương tiện CNSH của một giai đoạn hữu cơ immiscible nước như tàu sân bay bề mặt và trong situ sản phẩm phục hồi [2-7,133,134]. Dung môi hữu cơ phải được không độc hại để biocatalyst, trong khi cung cấp cao độ hòa tan của các chất nền và sản phẩm và nước đầy đủ/hữu cơ phân vùng coeffi-cients. Các dung môi với một giá trị logP vượt quá 4 thường dẫn đến sự thỏa hiệp tốt nhất giữa các yêu cầu này [133], mặc dù di động hoạt động dự đoán dựa trên giá trị logP của dung môi có thể không là hoàn toàn chính xác [135]. Hơn nữa, đầy đủ điều kiện thủy và giai đoạn khối lượng tỷ lệ (khối lượng khối lượng hữu cơ/dung dịch) giá trị phải là defined, để tăng cường chuyển khối lượng và do đó làm tăng tỷ lệ phản ứng tổng thể, như quan sát thấy trong quá trình oxy hóa choles-terol để cholestenone và trong 11-dehydrogena-tion của một phiên bản cortisol, cả hai bằng cách sử dụng nghỉ ngơi tế bào simplex A. [136,137]. Công việc thực hiện trên 11-dehydrogena-tion của cortisol và dẫn xuất với cả A. các tế bào simplex đánh dấu mục tiêu chính của các hành động độc hại dung môi như là chuỗi hô hấp của tế bào, chứ không phải là 11-dehydroge-nase chính nó [138,139]. Vì vậy, chất nhận khác ở điện tử artificial được yêu cầu để vượt qua dãy hô hấp điện tử giao thông và cho phép tiếp tục hoạt động [138-140]. Hữu cơ-dung dịch nước phương pháp tiếp cận chất lỏng hai giai đoạn cũng theo Krook và Hewitt trong các thiết lập thử nghiệm tuyên bố để sản xuất 6-methyleneaneandrosta-1,4-diene-3, 17-dione từ 6-methyleneandrost-4-ene-3,17-dione, bằng cách sử dụng toàn bộ các tế bào của A. simplex [141]. Chuyển đổi sản lượng vượt quá 99% đã được báo cáo cho một tập trung ban đầu bề mặt của 60gl−1, bằng cách sử dụng bộ đệm phosphat kali (pH 8.8) là dung dịch nước pha và toluene là giai đoạn hữu cơ, hiện diện trong một thể tích nước: hữu cơ giai đoạn tỷ lệ của 5:95. Menadione đã được sử dụng như tàu sân bay điện tử ngoại sinh và catalase được sử dụng để nhặt rác peroxide.Giai đoạn hai-chất lỏng hữu cơ-dung dịch nước hệ thống mới đã tìm thấy ứng dụng trong nhiều enzym bioconversions steroid, sử dụng tế bào NRRL B-3805 sp. Mycobaterium nghỉ ngơi cho CNSH sitosterol đến 17-keto-steroid [135,142]. Sự ổn định xúc tác thấp đã được báo cáo, mặc dù vô hiệu hóa có thể không được quy cho sự hiện diện của sol hữu cơ-vent, dioctyl phthalate, nhưng hơn có lẽ với sự suy giảm của các tiềm năng oxy hóa tế bào, kể từ khi ủ bệnh của biocatalyst dinh dưỡng phương tiện truyền thông giữa kế tiếp batch chuyển đổi sinh học chạy cải thiện sự ổn định hoạt động của nó [143]. Dung môi hữu cơ immiscible nước cũng được dùng trong việc phát triển của thử nghiệm Set-Up cho stereospecific 698 P. Fernandes et al./Enzym

Kết quả (Việt) 2:

6. Dung dịch nước hoặc phi thường phương tiện truyền thông Các tính hòa tan trong dung dịch nước của các phương tiện truyền thông hợp chất steroid và sterol thường là dưới 0.1mm và 1mm, respec-cực [101]. Điều này làm hạn chế đáng kể năng suất của các hệ thống chuyển dạng sinh học, nơi tập trung chất nền ban đầu hầu như không bao giờ vượt quá 10-20mM. Hơn nữa, chất bột thêm vào môi trường lên men có xu hướng tập trung lại và được dif fi sùng bái để giải tán [102]. Như vậy, tỷ lệ qua tất cả biến đổi sinh học của steroid trong phương tiện truyền thông dịch nước được xem là phụ thuộc không chỉ vào các hoạt động fi c đặc hiệu của biocatalyst, mà còn trên các tỷ lệ giải thể rắn phụ strate [103104]. Giả sử một nhà nước pseudo-ổn định-văn phòng phẩm giá của nền giải thể và tỷ lệ biến đổi sinh học có thể được đánh đồng Eq. (1) [104]. r (s) = KA (S * -s) (1) Trong phương. (1), K là một khối lượng chuyển nhượng coef fi cient, A tổng diện tích hiệu quả cho khối lượng chuyển nhượng (được coi là tỷ lệ thuận với nồng độ của chất rắn), S * độ tan của các chất nền, là các chất nền nồng độ-tion trong dung dịch và r (s) là tốc độ tiêu thụ chất nền sinh học. các phương pháp thông thường để giảm thiểu hạn chế trans-fer khối này bao gồm việc sử dụng các chất nền Micronized [60,105-107], và nuôi dưỡng của các chất nền trong các hình thức của các giải pháp bão hòa trong dung môi thể trộn với nước như -dimetylformamit [37,55,57,73,108-111], methanol [94], acetone [112-114] hoặc 1,2-propanediol [115]. Lượng hợp dung môi thêm thường phải được giữ dưới 1,5-5% (v / v), để ngăn chặn biocatalyst Chấm dứt hoạt. Chiến lược ăn khác là việc sử dụng hệ thống treo cơ chất trên bề mặt các đại lý hoạt động như Tween 80 [62,65,116], Triton X-100 [117], lecithin [58.112], polypropylene glycol [60], silicone [60], và việc bổ sung của cyclodextrins với sự hình thành phức hợp bao gồm chất nền [118-123]. Trong trường hợp sau, các hoạt động biocatalytic tái sulting được hiển thị phụ thuộc vào cấu trúc hóa học của các cyclodextrin và các phương thức của nó Ngoài ra [121]. Hình phức tạp giữa các thuốc steroid và cyclodextrins có thể thu được cho đủ nồng độ-tions của các hóa chất này, và kết quả trong việc giảm các chất kỵ nước quan sát của các steroid [124]. Làm thế nào-bao giờ hết, mặc dù sự hình thành các tổ hợp như vậy tạo điều kiện sterol hòa tan, có thể kỳ vọng rằng sự hấp thụ và hấp thu các thuộc tính của các phức tạp trong hệ thống sinh học khác với các thuốc uncomplexed. Dầu thực vật thường được sử dụng như tác nhân vi sinh vật trong solubilizing fermen-tations, tuy nhiên việc sử dụng nó đã được tìm thấy là có hại cho năng suất của AD trong suy thoái của mycobacteria sitosterol [60]. Gần đây, nó đã được quan sát thấy rằng các fi Speci c tỷ lệ Biocon-phiên bản chung của sitosterol phụ chuỗi phân tách có thể là en-hanced nếu thành tế bào tế bào mycobacteria khiếm khuyết đã được sử dụng, cho thấy rõ ràng rằng tốc độ thẩm thấu của các chất nền thông qua các phong bì tế bào có thể là lãi hạn chế pro-cess [125]. Sử dụng Mycobacterium vaccae hoặc chủng có nguồn gốc, thâm nhập sterol nâng cao thông qua các phong bì tế bào đã đạt được khi vancomycin [126], glycine [127], lecithin [58] và polycations, như protamine, polymyxin B không apeptide hoặc polyethyleneimine [128], là thêm vào môi trường fer-bổ. Vancomycin và glycine giả mạo với các lớp tế bào peptidoglycan [125], bằng cách chuyển các phân tử P. Fernandes et al. / Enzyme và vi sinh vật Công nghệ 32 (2003) 688-705 697 tỷ của một số các thành phần, cụ thể là tăng axit muramic để diaminopimelic tỉ lệ mol acid, indicat-ing giảm mức độ liên kết chéo giữa các đơn vị peptide [126.127 ]. Glycine cũng chịu trách nhiệm cho việc thay đổi tỷ trọng tương đối của các acid mycolic với lipid khác trong sự căng thẳng được sử dụng [127]. Lecithin can thiệp với các axit béo pro fi le [58.128] của vỏ tế bào. Kết quả là, các hoạt động Speci fi c RELA-chính kịp thời của Speci fi c sterol phụ chuỗi phân cắt để AD và ADD của các tế bào được điều trị có thể tăng lên đến ba lần. Protamine, mặt khác, gần đây đã được chứng minh là làm thay đổi tỷ lệ tương đối của các chất béo không đồng hóa trị ràng buộc của bên ngoài lea fl et của vách tế bào vi trùng lao kép, thông qua một sự thay đổi trong thành phần acid béo của họ [128]. Không phụ thuộc vào cấu trúc màng tế bào bị ảnh hưởng bởi các chất hóa học, hành động của nó dẫn đến sự xáo trộn của sự toàn vẹn và fl uidity của màng tế bào. Điều này dẫn đến một sự nâng cao trong sản xuất 17-ketosteroids từ b-sitosterol [58126127], với một đến ba lần trong nhăn trong fi c suất tế bào phân cắt phụ chuỗi đặc hiệu, mặc dù giảm trong sản xuất sinh khối thường được quan sát [126-128]. Những thay đổi trong thành phần của vách tế bào vi trùng lao cũng đã được chứng minh là kết quả của bản chất của nguồn carbon được sử dụng cho sự tăng trưởng tế bào [129]. Canh tác trên hoặc glycerol hoặc fructose dẫn đến một nâng cao-ment trong bản chất kỵ nước của tế bào, là kết quả của sự tổng hợp n paraf fi, so với những gì được quan sát với glucose, khi không có paraf ns fi là quanti fi ed. Mặt khác, các tế bào glycerol trồng đã có một bức tường tế bào mỏng hơn đáng kể (giảm khoảng 40%) so với các tế bào glucose-fructose và trưởng thành, một hiệu ứng mà vẫn đòi hỏi phải nghiên cứu lông-ther. Mặc dù những quan sát về tác động của các nguồn carbon theo tính chất tế bào vi trùng lao không tương quan với sterol hoạt động tách từ phụ chuỗi trong bài báo của Borrego et al. [129], họ có thể liên quan đến sản lượng sản phẩm tăng lên báo cáo của Dias et al., Quan sát khi các tế bào glycerol trồng đã được sử dụng để tách một phần sitosterol-phong phú của cao-dầu để AD, so với các tế bào trưởng thành fructose [ 130]. Rajkhowa et al. đưa thêm bằng chứng về sự trong fl uence về bản chất của các tế bào trong cơ chế hấp thu sterol, trong khi đánh giá sự phát triển của A. sim-plex SS-7 trong sự hiện diện của b-sitosterol [131]. Mặc dù việc sản xuất một protein sterol-pseudosolubilizing bào trong tế bào tăng trưởng đã được quan sát thấy, vai trò của nó đã được tìm thấy không thể hạch toán đầy đủ cho các tỷ lệ hấp thu sterol, vì tỷ lệ của sterol pseudosolubilization là nhỏ hơn so với tỷ lệ hấp thu sterol 14 lần trong sự phát triển bình thường . Chỉ trong điều kiện căng thẳng các cơ chế của sterol pseudosol-ubilization thể giải thích cho sự hấp thu chất nền. Do đó nó đã được coi là trong điều kiện như vậy hấp thu chất xảy ra chủ yếu thông qua kết dính tế bào để các hạt sterol. Các thành phần vách tế bào của các tế bào trưởng thành trong sự hiện diện và vắng mặt của sterol được so sánh, các cựu hiển thị một nội dung lipid để được nhiều hơn gấp đôi so với sau này, trong khi các carbohydrateandproteincontentsweresimilar.Thehighcell nội dung tường lipid được coi là truyền đạt cao độ kị nước bề mặt tế bào, thushelpingcellstoadheretothehydropho- hạt sitosterol bic. Hơn nữa, các axit béo pro fi le của lipid màng tế bào của các tế bào sterol trồng cho thấy một tỷ lệ cao các axit béo chuỗi dài dài, không giống như các tế bào trưởng thành trong sự vắng mặt của sterol. Axit béo fi ed Unidenti, mười tatively liên quan đến acid mycolic, đã được báo cáo là có liên quan đến việc sử dụng các hydrocar-bons không tan trong nước khác bởi các tế bào vi sinh vật [132], cũng được tìm thấy trong số các phần lipidic của vách tế bào của sterol -grown A. simplex SS-7 tế bào. Một cách tiếp cận triệt để hơn để đối phó với những nước hòa tan thấp của các hợp chất steroid như đã được sử dụng trong môi trường bioconversion của một pha hữu nước immiscible như hãng chất nền và cho sản phẩm in-situ phục hồi [2-7,133,134]. Các dung môi hữu cơ phải không độc hại cho biocatalyst, trong khi cung cấp khả năng hòa tan cao của chất nền và sản phẩm hay nước / hữu cơ phân vùng coef cients fi- đủ. Dung môi có một giá trị LogP quá 4 thường dẫn đến sự thỏa hiệp tốt nhất giữa các yêu cầu này [133], mặc dù dự đoán hoạt động tế bào dựa trên giá trị LogP của dung môi có thể không hoàn toàn chính xác [135]. Hơn nữa, điều kiện thủy động học đầy đủ và tỷ lệ khối lượng giai đoạn (hữu cơ khối lượng / dung dịch khối lượng) các giá trị phải được de fi ned, nhằm tăng cường chuyển giao khối lượng và do đó tăng tốc độ phản ứng tổng thể, như quan sát trong quá trình oxy hóa lượng cholesterol-terol để cholestenone và trong 11 -dehydrogena-tion của một dẫn xuất cortisol, kể cả dùng nghỉ ngơi tế bào A. simplex [136137]. Công việc thực hiện trên 11 dehydrogena-tion của cortisol và các dẫn xuất với toàn bộ các tế bào A. simplex nhấn mạnh mục tiêu chính của các hành động độc hại như dung môi chuỗi hô hấp của tế bào, thay vì 11-dehydroge-nase tự [138139]. Như vậy, fi arti nhận electron tài được yêu cầu để vượt qua chuỗi vận chuyển electron hô hấp và cho phép tiếp tục hoạt động [138-140]. Các phương pháp tiếp cận dịch nước pha hai chất lỏng organic- cũng đã được theo sau bởi Krook và Hewitt trong thử nghiệm thiết lập tuyên bố để sản xuất 6-methyleneaneandrosta-1,4-diene-3, 17-dione từ 6 methyleneandrost-4-ene -3,17-dione, sử dụng toàn bộ tế bào của A. simplex [141]. Sản lượng chuyển đổi vượt quá 99% được báo cáo, đối với một nồng độ cơ chất ban đầu của 60gl-1, sử dụng bộ đệm kali phosphate (pH 8.8) như pha nước và pha hữu cơ như toluene, hiện tại trong một dung dịch nước tích: tỷ lệ pha hữu của 5:95 . Menadione đã được sử dụng như một tàu sân electron ngoại sinh và catalase đã được sử dụng cho peroxide nhặt rác. hệ thống pha hai chất lỏng hữu cơ chứa nước gần đây đã tìm thấy ứng dụng trong bioconversions steroid đa enzyme, sử dụng nghỉ ngơi Mycobaterium sp. Tế bào NRRL B-3805 cho bioconversion của sitosterol đến 17-keto-steroid [135142]. Thấp ổn định xúc tác đã được báo cáo, mặc dù không thể vô hiệu hóa được quy cho sự hiện diện của các cơ sol-vent, dioctyl phthalate, nhưng có lẽ nhiều hơn vào sự suy giảm của các tiềm năng ôxy hóa tế bào, kể từ khi ủ bệnh của các phương tiện truyền thông trong biocatalyst dinh dưỡng giữa hàng loạt kế sinh học chạy chuyển đổi được cải thiện sự ổn định hoạt động của nó [143]. Dung môi hữu cơ Nước-immiscible cũng được sử dụng trong việc phát triển thực nghiệm set-up cho stereospeci fi c 698 P. Fernandes et al. / Enzym