Procese industriale biochimice

1.Obtinerea de produse pentru piete multiple- alimente si bere- sanatate

-terapeutice-diagnostic-device

-produse chimice speciale-tratamentul apelor reziduale

2.Realizarea de tehnologii de sinteza si extractive-biosinteze-extractii-sinteze chimice

3.Obtinerea de produse apartinand unor clase multiple-proteine-acizi nucleici-carbohidrati-cataboliti si anaboliti-celule si virusuri

Pret produs vs. Volum de productie

Analiza ratei de revenire

Produs Concentratie

(g/litru)

Productivitate (g/litru-zi)

Pret

($/kg)

Rata de revenire

($/litru-zi)

Acid citric 150 50 2.5 0.13

Etanol 80 80 0.5 0.04

Acid glutamic 120 33 5.6 0.18

Acid gluconic 300 100 1.2 0.12

Acid lactic 150 65 2.1 0.14

Lizina 80 33 4.8 0.16

Penicilina 60 4 18 0.07

Proteaza 20 7 20 0.14

Riboflavina 10 2 67 0.13

Streptomicina 30 3 150 0.45

Guma de xantan 30 3 12.5 0.04

Vitamina B 12 0.06 0.03 8750 0.26

Medie 0.16Deviatia standard 0.11

Relatia profit-pret

Marimea pietii Pretul de vanzaredeterminata de importanta determinat de utilitateproblemei rezolvate fixat prin competitie

PROFIT = VFM (SPSA – CM)

Cota din piata Activitatea Pret de cost specifica determinata de pozitia pe piata - brevete - marketing - retea de distributie - viteza de inovare

Lantul operatiilor de realizare

UTILITATI

Materii prime

SintezaProcese

downstreamProdus

final

APE REZIDUALE

PIATA

Marimea instalatieiSpecificatia produsului

Surse de obtinere

Microorganisme

Celule vegetale

Celule animale

Bacterii

Gram +Gram -

Drojdii Fungi

tesuturi

tesuturi

culturi celulare

culturi celulare

Celule prototrofe : bacterii, plante

produc toti aminoacizii esentiali, acizi nucleici, carbohidrati si

lipide din nutrienti simpli ( apa, oxigen, azot sau amoniac, dioxid de carbon)

Celule auxotrofe :drojdii, celule de insecte si celule de mamifere

necesita pentru a creste :vitamine, aminoacizi esentiali (His, Cys),

zaharuri, lipide, deoarece au pierdut capacitatea de a le sintetiza pe parcursul

evolutiei

Celule procariote

Celule care nu prezinta structuri de membrana

Celulele procariote sunt caracteristice

organismelor unicelulare, cum ar fi bacteriile

Celule eucariote

Celule ce prezinta organite structuri de

membrana, numite organite celulare

Celulele de fungi, plante si animale sunt

eucariote

Surse de obtinere : criterii de selectie

Abundenta enzimei: cantitate mare / varianta :tehnica clonarii moleculare

Disponibilitatea sursei: accesibilitatea economica si practica

Raport abundenta enzimei/accesibilitatea sursei

Caracterizarea sursei: vegetala : gen, specie, varietate animala: greutate,varsta, sex, regim alimentar microbiana : medii de cultura, sistem de cultivare

Localizare celulara: enzime intracelulare enzime extracelulare

Bacteria

Membrana celulara

Perete celular Peptidoglican

Membrana celulara

Periplasma

Lipopolizaharide + proteine

•Marime: sub-micron pana la 2 microni

•Grosimea peretelui celular: 0.02-0.04 microni,

• PC alcatuit din peptidoglican + polizaharide+ acid teicoic

•Membrana celulara din fosfolipide este prezenta

•Marime: sub-micron pana la 1 micron

•Stratul de peptidoglican este subtire

•Este present spatiul periplasmatic

•Rezistenta mecanica redusa comparativ cu celulele G+

•Mai rezistente la actiunea factorilor chimici decat celulele G+

Gram + Gram -

Peretele celular bacterian

Peptidoglicanul

este un polimer compus din secvenţe de N-acetilglucozamină (NAG) şi acid N-acetil-muramic (NAM), ce alternează în structura polimerică. NAM se găseşte numai în structura PC al bacteriilor

Lanţul polimeric alcătuit din cele două glucide este reticulat prin intermediul punţilor de aminoacizi. Astfel un lanţ lateral de 4 aminoacizi (o tetrapeptidă) este ataşat de fiecare subunitate NAM. Punţile de reticulare sunt cel mai ades, compuse din: L-alanină, D-alanină, acid D-glutamic şi acid diamino-pimelic (DPA).

Diferenţele între PC ai celulelor G+ şi G-

Proprietate G+ G -

Grosimea PC 20-80 nm 10 nm

Nr. Straturi 1 2

Conţinut peptidoglican >50% 10-20%

Acizi teichoici + -

Conţinut lipoproteine 0-3% 58%

Conţinut proteine 0% 9%

Conţinut lipopolizaharide 0% 13%

Sensibilitate la penicilină + - (nu la fel)

Sensibilitate la lizozim + - (nu la fel)

Drojdiile si fungii

Drojdiile : marimea celulei intre 2-20 microni,

forma sferica sau elipsoidala

organisme unicelulare

Fungii : au dimensiuni mai mari decat drojdiile

sunt filamentosi

sunt organisme multicelulare

Caracteristici comune : este prezent un perete celular foarte subtire

PC este alcatuit din polizaharide, cum ar fi glucanii, mananii si chitina

membrana plasmatica este compusa mai ales din fosfolipide

Saccharomyces

cerevisiae

Celula animala: nu prezinta perete celulareste foarte fragilaforma sferica sau elipsoidalaculturile de celule au citiva microni in marime

Celula vegetala: este mai mare decat celula animalaare perete celular gros si robust , compus mai ales din celulozaculturile de celule sunt mai putin rezistente decat celulele plantelor

Peretele celular vegetal3 tipuri de straturi:lamela mijlocie: compusă în principal din acid pectic şi alţi compuşi pectici; se întâlnesc şi proteine;- peretele primar: polizaharide pectice (30%), hemiceluloză (25%), celuloză (15-30%) ş proteine (glicoproteine) (20%);- peretele secundar: compus în principal din celuloză şi lignină, dar se mai găsesc şi hemiceluloză şi proteine

Acidul pectic este un polimer alcătuit din aproximativ 100 molecule de acid galacturonic.Pectina este un polimer alcătuit din aproximativ 200 molecule de acid galacturonic, în care multe din grupările carboxil sunt metilate. Celuloza este un polimer al glucozei ce conţine între 1000-10.000 resturi de D-glucoză legate β 1-4.Hemicelulozele sunt polioze macromoleculare din PC, care însoţesc celuloza şi pectinele. Reprezintă un grup hetorogen de polizaharide ramificate, alcătuite dintr-o varietate de glucide, cum ar fi glucoza, manoza, galactoza, arabinoza, xiloza, ramnoza, fucoza şi rareori acidul glucuronic.. Lignina este un polimer fenolic, care conferă rezistenţă PC. Proteinele structurale din compoziţia PC sunt de obicei glicoproteine, ce conţin lanţuri de carbohidraţi la nivelul unor aminoacizi.

STRUCTURA UNEI CELULE VEGETALEANATOMIA CELULEI VEGETALE

LIGNINA

Caracteristica Microorganism Celula animalaPerete celular Prezent, in general Absent, in general

Membrana celulara Presenta Presenta

Viteza de crestere 10-50% per ora 1-5% per ora

Necesar O2 Mare Scazut

Necesitati nutritionale

Simple, de obicei Complexe

Necesar CO2 Uneori Necesar

Mediu X Putin afectate Foarte sensibile

marime 100-2000 nm 10000-100000 nm

Densitate de crestere

109-1010 cells/mL 106 cells/mL