Этот метод аналогичен предыдущему, только вместо ингибиторов в этом случае применяют генетические методы — получение мутантов с блокированным синтезом определенных ферментов. Так, из штамма Candida cloaceae, окисляющего парафины, был получен мутант М-1, не способный далее ассимилировать дикарбоновые кислоты, и накапливающий при использовании гексадекана до 22 г/л тетра-декандикарбоновой кислоты. Затем был получен штамм MR-12,вообще не способный расти на средах с н-алканами и нуждающийся в других субстратах (ацетат). Отмытые клетки этого штамма накапливают около 4,3 г/л тетрадекановой кислоты из чистого гексадекана, а при росте на среде гексадекана с ацетатом — до 61 г/л. В данном случае путем получения мутанта удалось вычленить функцию начального этапа катаболизма н-алканов (не более трех ферментов) и использовать их активность для окисления этих углеводородов в дикарбоновые кислоты.
Конструирование штаммов с повышенной способностью к трансформации
Изучение нехромосомных элементов наследственности, контролирующих катаболизм у микроорганизмов многих органических веществ («плазмиды биодеградации»), навело на мысль об использовании их для создания «улучшенных» штаммов, трансформирующих органические соединения. Принципиальная возможность этого подхода показана на примере окисления нафталина в салициловую кислоту.
Процесс получения салициловой кислоты из нафталина с помощью бактерий рода Pseudomonas был описан достаточно давно. Недостатком исходных штаммов было то, что салициловая кислота после кратковременного накопления в среде потребляется культурой в качестве источника углерода, что значительно снижает производительность процесса. Штамм Ps. putida 41, полученный методом конъюгации в результате переноса плазмиды NPL-1, контролирующей первичный этап окисления нафталина до салициловой кислоты, от донорного штамма Ps. putida 12А к реципиенту Ps. putida 4, не обладающему способностью окислять нафталин до салициловой кислоты, накапливал салициловую кислоту без ее дальнейшего потребления и отличался от донорного штамма значительно более высокой производительностью. В присутствии анионообменной смолы Амберлит IR-45, связывающей образующийся салицилат, в ферментационной среде выход продукта, равный 90 %, достигался за 10 ч ферментации.