Industriële microbiologie (partim G. Volckaert) week semesterweekdatumdaglokaaluurles do :00-16: do :00-16: do P LTK :00-16: do P LTK :00-16: do :00-16: do :00-16: do :00-16: do :00-16: do :00-16: do :00-11: do :00-16: do P LTK :00-16: do :00-16:0013

INDUSTRIELE MICROBIOLOGIE (MICROBIËLE BIOTECHNOLOGIE) Het field of operation bestaat uit 3 grote gebieden : 1. Microbiologie, inclusief microbiële genetica meer en meer inbegrepen gen- en genoomtechnologie, inclusief bioinformatica 2. Biochemie, fysische chemie, technische scheikunde 3. Process engineering (en constructie van apparatuur) Nauwe doorweving van de 3 gebieden : interdisciplinaire benadering vereist

BELANG Producten die alleen biotechnologisch gemaakt (of kunnen gemaakt) worden : - secundaire metabolieten: antibiotica ( >90 in medisch gebruik ; > ton/jaar ) vitamine B12 en vele andere… - microbiële transformatie voor de aanmaak van bvb. steroiden, vele oestrogene ovulatie-inhibitoren, enz. - meer dan 20 aminozuren ( in het bijzonder glutaminezuur > ton/jaar ) - meer dan 25 enzymen (proteasen, amylasen, enz.) - citroenzuur, enz. Toepassing in waterzuiveringsprocessen Toepassing in milieubescherming (recyclage, afbraak van toxische of anders schadelijke stoffen, …) In 't algemeen : productie van biomassa

PROCES Substraat + microbiële cellen ( process engineering ) product - manufacturing process (fermentatie) - recovery procedure bij uitbreiding: Substraat + enzyme ( process engineering ) product (eventueel met immobilisatie) product:- cel biomassa - metabolisch product van de cellen - transformatieproduct van een toegevoegd substraat Micro-organismen hebben een sleutelrol in een biotechnologisch proces ("deciding factor") waar te vinden? universeel vindbaar over gans de aarde isolering uit - bodemstalen - water - lucht afzonderen en zuiveren SCREENING collecties, reinculturen(?) mutagenese + selectie "nieuwe" stammen

Aanmaak van een product : FERMENTATIE aeroob : - toevoer lucht, homogenisatie - verwijdering CO 2 (afvoer) - contact cel - substraat onderhouden - steriliteit (beluchte, geroerde containers) anaeroob : - vaak over langere periodes - meestal eenvoudiger (tonnen, vaten, fermentatietanks) (O 2 buiten houden) Zeer sterke evolutie: - aanmaak antibiotica (en andere complexe verbindingen) - aanmaak eenvoudige chemische verbindingen (citroenzuur, azijnzuur, butanol, aceton, …) - aanmaak organismen (starter culturen)

Er is geen algemeen gangbare/bruikbare omschrijving, maar secundaire metabolieten, in het ideale geval, zijn gekarakteriseerd door : - specificiteit van voorkomen - brede variatie - het verschijnen van chemische groepen en structurele eenheden die afwezig zijn in het primaire metabolisme - moeilijkheid om een functie te onderkennen voor de producer ervan. SECUNDAIR METABOLISME Term: bedacht door plantfysiologen : “delen van het plantmetabolisme die niet algemeen verspreid zijn en waarvan de producten geen aanwijsbare functie hebben” analoog voor micro-organismen : hoewel beter van algemeen en speciaal metabolisme zou gesproken worden.

Functie : ideeën & hypothesen: - ontspoord primair metabolisme - biochemische appendices : functie vroeg in evolutie, nu niet meer - afvalproducten : resten van onvolmaaktheden in het intermediair metabolisme - producten van detoxicifatiemechanismen - als resultaat van geïnhibeerde groei - als speelveld van biochemische evolutie

In dit gedeelte : Biochemische aspecten van celwand en biosyntheses - OPNAME en EXCRETIE - SECRETIE (eiwittransfer en -export) - CELWANDOPBOUW - ANTIBIOTICA (en andere secundaire metabolieten) : klassen en biosyntheses