Bioprozesskinetik an der RWTH Aachen

Karteikarten und Zusammenfassungen für Bioprozesskinetik an der RWTH Aachen

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Commonly observed phenomena (relating to the pH value):

(4 pts)

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Why are industrial bioprocesses often operated without pH regulation?

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The benefits of material and redox balances

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Was sind konstitutive Enzyme?

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Wie sollte man ein System mit bekanntem pH Verlauf bepuffern?

(Bsp. pH Trend ins saure)

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Unterschied zwischen Repression und Inhibierung ?

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Was bedeutet ein niedriger Km Wert für die Affinität?

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Definition Km Wert

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Was sagt die RZA aus?

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A contradiction in non growth associated product formation ?

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Was ist ein proteom?

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Was ergibt allgemein eine exponentielle Kurve, wenn diese logarithmisch aufgetragen wird?

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Bioprozesskinetik

Commonly observed phenomena (relating to the pH value):

(4 pts)

  • fermentation media in shake flask often insufficiently buffered
  • Medie often optimized for buffercapacity not productivity
  • in complex media, specific c-source composition can lead to stable pH
  • pH can have complex and unclear implications in different process phases


Bioprozesskinetik

Why are industrial bioprocesses often operated without pH regulation?

  • Processdevelopment: pH cant be controlled in shakeflasks
  • pH Titration increases osmotic pressure
  • pH measurement devices errorprone
  • additional costs
  • Certain processes work better without pH regulation

Bioprozesskinetik

The benefits of material and redox balances

  • Möglichkeit zur Nachverfolgung aller Edukte und Produkte. Einwaagen korrekt etc.
  • Vom RQ kann abgeleitet werden welches Substrat/Produkt in welchem Zeitraum verstoffwechselt oder produziert wird.
  • Berechnung der nötigen OTR und projezierten Substrataufnahmerate für z.B. Reaktordesign
  • Möglichkeit zur berechnung der Biowärmeentwicklung von der OTR. -> minimale Kühlleistung berechnen für Reaktordesign (Rührer nicht vergessen)
  • Abschätzung des pH-Verlaufs (zz.BB. Zeitpunkt NH3 freigabe)

Bioprozesskinetik

Was sind konstitutive Enzyme?

Enzyme die immer präsen sind. beispielsweise RNA-Polymerasen

Bioprozesskinetik

Wie sollte man ein System mit bekanntem pH Verlauf bepuffern?

(Bsp. pH Trend ins saure)

Nach der Wahl eines geeigneten Puffersalzes sollte das System nicht auf den für den Organismus optimalen pH eingestellt werden, sondern etwas basischer (in diesem Sinne über dem pKs-Wert des Puffersalzes) 


Beispiel:


E.coli: Optimaler pH bei 7 wird bepuffert mit MOPS (pKs 7,3)

Einstellung des pH bei 7,4 - 7,6 zum Beispiel. Dadurch wird die Pufferkapazität besser ausgereizt.

Bioprozesskinetik

Unterschied zwischen Repression und Inhibierung ?

Repression unterbindet die Expression vom Enzym, Inhibierung reguliert die Aktivität eines Enzyms nach unten.

Bioprozesskinetik

Was bedeutet ein niedriger Km Wert für die Affinität?

hohe Affinität

Bioprozesskinetik

Definition Km Wert

Michaelis-Konstante;  bei  dieser  Substratkonzentration  läuft  die  Reaktion  mit halbmaximaler Geschwindigkeit ab. Oft ist die Michaelis-Konstante ein Maß für die Affinität des Enzyms zum Substrat

Bioprozesskinetik

Was sagt die RZA aus?

Die Raum-Zeit-Ausbeute (Space-time-yield), sagggt aus, wieviel Produkt pro Zeit erzeugt werden kann.

Bioprozesskinetik

A contradiction in non growth associated product formation ?

In wachstumsunabhängiger Produktbildung gibt es keinen direkten Einfluss des Wachstums auf die Kinetik der Produktbildung. (Substratkonz weit über Km)


Bei niedrigen Substratkonz treten Wachstum und Produktbildung in konkurrenz. Hier entscheiden die Affinitäten beider Metabolismen über die Nutzung des Substrates. In sofern wirkt das Wachstum doch auf die produktbildung und vice versa.


Relevanter Effekt für kontinuierliche und fed-batch-fermentationen



Bioprozesskinetik

Was ist ein proteom?

Die Gesamtheit aller gleichzeit anwesenden Proteine in einem Organismus

Bioprozesskinetik

Was ergibt allgemein eine exponentielle Kurve, wenn diese logarithmisch aufgetragen wird?

• Die Kurve hat nachdem sie logarithmisch aufgetragen wurde einen linearen Verlauf

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