Aspergillus-suvun homeiden käyttö ja tuotantoprosessit bioteknologisten entsyymien valmistuksessa - Meriläinen, Essi (My University, 2024)
Aspergillus-suvun homeet ovat merkittävä tuotto-organismi biotekniikassa. Aspergillus-suvun homeet kykenevät erittämään luonnostaan suuria määriä metaboliansa tuotteita, mikä tekee niistä ihanteellisia tuottoisäntiä. Rihmamaisena sienenä Aspergillus-suku pystyy lisäksi glykosylaatioon, minkä takia eukaryoottisten rekombinanttiproteiinien tuottaminen on mahdollista niissä, erottaen sen bakteereista tuottoisäntänä. Suvun eri lajeja käytetään nykyään teollisuudessa hyödyksi aina elintarviketeollisuudesta entsyymiteollisuuteen, johon tämä kanditutkielma perehtyy. Tämä tutkielma on kirjallisuuskatsaus, joka keskittyy vertaisarvioituun tieteelliseen kirjallisuuteen. Tutkimuskysymys on Aspergillus-suvun homeiden käyttö ja merkitys entsyymien valmistuksessa, sekä siihen, mitkä tekijät vaikuttavat fermentointiprosessin valintaan ja miten tuotantoa saadaan optimoitua. Aspergillus-suvun homeiden hyvistä ominaisuuksista huolimatta teollisen mittakaavan tuotannossa on kuitenkin edelleen useita ongelmakohtia niin natiivi- kuin rekombinanttiproteiinien tuotossa. Tuotannon tehostamiseen etsitään keinoja esimerkiksi geenitekniikkaa ja koneoppimista hyödyntämällä. Geenitekniikan hyödyntämistä hidastavat tiukat GMO-lainsäädännöt sekä tarve tuntea kohdeorganismin metaboliareitit hyvin tarkasti. Näiden syiden takia klassiset muuntelumenetelmät ovat teollisuudessa suositumpia. Koneoppimisella pyritään puolestaan hyödyntämään matemaattisia malleja fermentointiprosessin optimoinnissa. Fermentointitavan valinta itsessään vaikuttaa merkittävästi tuottoon. Nykyään teollisuudessa suositaan vedenalaista fermentaatiota. Entsyymimarkkinoiden odotetaan kasvavan tasaisesti tulevaisuudessa. Suurimpia markkina-alueita ovat USA ja Eurooppa. Entsyymimarkkinoiden kolme suurinta toimijaa hallitsee 75 % koko maailman entsyymimarkkinoista. Aspergillus-sukua hyödynnetään jo paljon entsyymiteollisuudessa, mutta tilaa kehitykselle on vielä runsaasti. Perustutkimus suvun lajien metaboliareiteistä ja GMO-lainsäädännön muutokset mahdollistaisivat geenitekniikan hyödyntämisen tuotto-organismin muokkauksessa monille aloille sopivaksi.
Keywords: Aspergillus, entsyymi, teollisuus, tuotantoprosessi, fermentointi, optimointi