WWW.KNIGI.KONFLIB.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

 
<< HOME
Научная библиотека
CONTACTS

Pages:     | 1 |   ...   | 25 | 26 || 28 | 29 |   ...   | 35 |

«'ч ж Ж у. ч № Ж v ^ jjif 'slfe * |j j | ф v j^ vj АЛМАГАМБЕТОВ К.Х. МЕДИЦИНСКАЯ БИОТЕХНОЛОГИЯ $$ ш® ф ф Ф ф Ф ШФ ш • ' ~§р ^Р 5$ s& Астана - 2009 щ УДК 60 БКК 52.81 ...»

-- [ Страница 27 ] --

- следующий механизм, приводящий к устойчивости бактерий к антибиотикам связан с активным выведением их из микробной клетки, так называемый механизм «помпы» («помпы» - это белки, связывающие и выводящие ксенобиотики, в том числе антибио­ тики из клетки; это белки, транспортирующие ксенобиотики в периплазматическое пространство; это белки, образующие поры, каналы для вы ведения антибиотиков; и это белки-линкеры, расположенные в периплазматическом пространстве и связы ­ вающие белки-транспортеры с белками-каналообразователями).

Одна и та же «помпа» (например, у P.aeruginosa) может удалять из клетки несколько совершенно различных, как по структуре, так и механизму действия препаратов антибиотического действия;

Механизм устойчивости к тетрациклинам обусловлен процессом активного выведения. Д етерминанты резистентности обычно локализованы на плазмидах, что обеспечивает быстрое внутрии межвидовое распространение устойчивости к этим антибио­ тикам.

- м одиф икация миш ени м икробной клетки, на которую действует антибиотик. Например, хинолоны и фторхинолоны опосредуют свое антимикробное действие через бактериальные ферменты - ДНК-гиразу и топизомеразу IV. Инактивация этих ф ерм ен тов, этих миш еней в м икробной клетке приводит к нарушению репликации бактериальной ДНК. Спонтанные мутации сопровождаются активацией генов, кодирующих метилирование 23S либо 50S - субъединицы рибосомальной РНК микроорганиз­ мов. Поэтому антибиотики теряю т способность связываться с рибосомой и нарушать синтез белков-ферментов ДНК-гиразы и топоизомеразы IV. Основным механизмом устойчивости к аминогликозидам является их ферментативная модификация микроорга­ низмами. Модифицированные молекулы аминогликозидов теряют способность связываться с рибосомами и подавлять биосинтез белка в микробной клетке. Ведущим механизмом устойчивости к фторхинолонам является модификация мишеней - двух бакте­ риальных ферментов ДНК-гиразы и топоизомеразы IV, опосре­ дующих конформационные изменения в молекуле бактериальной ДНК, необходимые для ее нормальной репликации. Модификация мишени действия макролидов, кетолидов и линкозамидов является 50S субъединица бактериальной рибосомы.

Ф орм ирован ие м етаб о л и ч еско го «ш унта», ещ е один из механизмов антибиотикоустойчивости.

8.5. Микробиологический синтез антибиотиков 8.5. Микробиологический синтез антибиотиков Микробиологический синтез начинается с подготовки среды культивирования. С убстрат должен давать хорош ий рост и разм нож ение м икроорганизм ов, долж ен быть доступным и дешевым. Питательная среда стерилизуется предварительно в цехе изготовления либо непосредственно в биореакторе влажным паром под давлением. Одновременно идет подготовка посевного материала, чистая культура штамма-продуцента наращивается в последовательно возрастающем объеме (1-10-100 и более литров).

Следующий этап - это аэробная, глубинная, периодическая фер­ ментация в течение нескольких суток; это зависит от вида микроорганизмов-продуцентов, объема биореактора и др. В процессе ферментации поддерживается оптимальная температура, pH, р 0 2, условия постоянного перемешивания и аэрации (если используется аэробная культура микроорганизма-продуцента) и пеногашения с использованием химических и физических способов.

Так как антибиотические вещества являются вторичными метаболитами, то биосинтез их сопряжен с переходом культуры продуцента в идиофазу. Следовательно, целесообразно лимитиро­ вание роста продуцента в этой фазе. Таким лимитирующим фактором при биосинтезе пенициллина выступает глюкоза, тогда как при биосинтезе антибиотиков стрептомицетами - фосфаты.

Все это важно при составлении рецептур питательных сред для штамма — продуцента в процессе биосинтеза антибиотика.Так, среда для продукции пенициллина включает глюкозу - 1,5%, лактозу - 5% (лактоза снимает катаболитную репрессию глюкозы), аммония сульфат и фосфаты - 0,5-1%, кукурузный экстракт - 2предшественники антибиотика - фенокси- или фенилуксусная кислота —0,3-0,6%, мел - 0,5-1%, пеногаситель —0,5-1%; темпе­ ратуру ферментации поддерживают на уровне 22-26°С при pH от 5,0 до 7,5 и'аэрации 1 м3 воздуха на 1 м3 среды в 1 минуту;

продолжительность ферментации - 4 суток.

Так называемая «всеядность» актиномицетов обеспечивает им способность расти и продуцировать антибиотики на средах, содержащих белки (соевая мука, рыбная мука, белок клейковины пшеницы и пр.), крахмал.

Тем не менее, применительно к каждому продуценту имеются свои особенности, обычно отмечаемые в регламентной докумен­ тации. Например, посевной материал Streptomyces kanamyceticus получают на соево-крахмальной среде и на ней же проводят основную ферментацию при 27-28°С в течение 4-5 суток при поддержании pH на уровне 7,1-7,6. При ферментации Str. floridae (продуцент виомицина, или флоримицина) рекомендуют среду, содержащ ую глюкозу или гидрол, соевую муку, кукурузный экстракт, нитраты, мел; температуру поддерживают в пределах 27-29°С, pH на уровне 7,0-7,3. В случае ферментации Str. erythreus в питательную среду добавляют пропиловый спирт, как предшест­ венник антибиотика эритромицина. Продуцент нистатина Str.

nourasei интенсивно потребляет аммонийный азот (не нитратный) и т.д.

Н апример, при культивировании Penicillium chrysogenum лактоза используется микроорганизмом медленнее, чем глюкоза, и это сказывается на выходе антибиотика. Если в среде в качестве источника углерода присутствует только глюкоза, то все обменные процессы, осуществляемые грибом, ускоряются. В этих условиях максимум образования пенициллина происходит приблизительно через 50 ч развития культуры, вследствие чего уровень биосинтеза антибиотика остается низким. В присутствии же лактозы максимум образования антибиотика происходит через 150-160 ч и это спо­ собствует повышению выхода пенициллина. Поэтому на практике для получения пенициллина обычно используют одновременно и глюкозу и лактозу, что обеспечивает хорошее развитие гриба и вы сокий уровень биосинтеза пенициллина, рентабельность производства антибиотика.

Для биосинтеза хлортетрациклина культурой Str. aureofaciens лучшим источником углерода в среде является глюкоза. Однако увеличение содержания глюкозы в среде выше 3% при неизменной концентрации других ком понентов зам етно сниж ает выход антибиотика.

Макро- и микроэлементы также существенны в биопродуцирую­ щей активности микроорганизмов. Многие из них входят в состав протоплазмы микробной клетки в качестве составных частей некоторых ферментов, другие элементы выступают в качестве 8.5. Микробиологический синтез антибиотиков компонентов, регулирующих осмотическое давление или изме­ няющих гидрофильность протоплазмы клеток. Недостаток фосфора в среде приводит к резкому изменению у актиномицетов обмена веществ, связанного с нарушением потребления и усвоения углеводов и азота. В свою очередь избыток фосфора в среде также резко влияет на метаболизм организмов. Так, продуцент стрептоми­ цина Streptomyces griseus весьма чутко реагирует на изменение концентрации фосфора в среде; при его повышении происходит резкое снижение выхода антибиотика. Аналогичные закономер­ ности наблюдаются у продуцентов антибиотиков тетрациклиновой природы (Streptomyces aureofaciens, Str. rimosus), у продуцента аурантина {Str. auranticus) и других микроорганизмов. Изменение концентрации серы в среде приводит к изменению физиологи­ ческого состояния мицелия P.chrysogenum и уровня биосинтеза пенициллина. Причем сера выступает в качестве своебразного конкурента фосфора при воздействии их на мицелий гриба. При повышении концентрации фосфора наблюдается развитие не продуцирующего антибиотик мицелия гриба I-III возрастных фаз.

Увеличение же концентрации серы, наоборот, способствует тому, что наибольшее количество биомассы гриба составляет продук­ тивный мицелий 1V-VI возрастных фаз.

Многие бактерии, продуцирующие антибиотики, размножаются лучше при нейтральной среде (pH 7,0). Хотя молочнокислые стрептококки, синтезирующие низин, размножаются в среде при pH равном 5,5-6,0. Большинство актиномицетов —антагонистов хорошо развивается в тех случаях, когда начальное значение pH среды находится в пределах от 6,7 до 7,8. В подавляющем боль­ шинстве случаев актиномицеты не размножаются при pH ниже 4,5-4,0.

Для большинства бактерий температурный оптимум лежит в пределах 30-37°С. Для Bacillus subtilis - продуцента грамицидина С - оптимальной температурой является 40 градусов Цельсия.

Хотя этот же микроорганизм может нормально размножаться и синтезировать антибиотик и при при температуре 28 градусов Цельсия, но при этом максимум накопления грамицидина в куль­ туральной среде запаздывает примерно на 24 часа. Актиномицеты продуценты антибиотиков, как правило, культивируются при температуре 26-30°С, хотя некоторые виды стрептомицетов могут размножаться как при пониженных температурах (от 0 до 18°С), так и при повышенных (55-60°С). Для большинства мицелиальных грибов оптимальной признана температура 25-28°С.

Усилить синтез антибиотиков можно внося в культуральную среду метаболиты- предшественники. Для бензилпенициллина это фенилуксусная кислота, для макролидных антибиотиков пропионовая ки слота и пропиловы й спирт, для пептидного антибиотика грамицидина-S 1 L-фенилаланин и т.д.

Иногда применяется двухфазная ферментация: в начале быстро наращ ивается биом асса культуры на деш евом и доступном субстрате, а затем в среду культивирования вносятся метаболитып ред ш ественни ки, и зб ирательно усиливаю щ ие продукцию искомого антибиотика. Предшественники вносятся в фермента­ ционную среду в конце экспоненциальной фазы развития культуры микроорганизма (при периодической ферментации), потому что биосинтез антибиотиков возрастает в фазе замедленного роста (конец трофофазы) и достигает максимума в стационарной фазе, в идиофазе.

Затем проводится обработка ферментационной биомассы:

фильтрация, если антибиотик накапливается в культуральной жидкости; если антибиотик накапливается внутриклеточно, то проводится осаждение клеток, их разрушение с целью выделения антибиотика. Перед выделением антибиотика из культуральной жидкости необходимо отделить твердую, или плотную фазу от жидкой. В этих случаях, как правило, используют фильтрацию.

Качество твердой фазы заметно сказывается на эффективности фильтрации. Существует следующая закономерность - нативная бактериальная масса фильтруется хуже мицелиальной. С учетом того факта, что высшие актиномицеты способны формировать нитчатые структуры, то их отделение при фильтрации происходит несколько легче, чем других бактерий.

Определенные трудности выделения антибиотиков из культу­ ральной среды обусловлены ее многокомпонентностью и малой концентрацией в них целевых продуктов. Так, пенициллин может накапливаться примерно до 30 г/л при 8%-м выходе из субстрата.

При этом сухие вещ ества после отделения мицелия обычно 8.5. Микробиологический синтез антибиотиков составляют порядка 3-6%, из которых лишь 15 - 30% являются антибиотическими соединениями. Поэтому любую культуральную среду необходимо обрабатывать так, чтобы антибиотическое вещ ество переходило в ту фазу, из которой затем он будет наиболее полно выделен. В ряде случаев этого можно добиться подкислением (тетрациклины) или, напротив, подщелачиванием культуральной среды (новобиоцин), добавлением солей, щавеле­ вой кислоты (эритромицин) и т.д.

С целью выделения антибиотиков, их концентрирования на различных стадиях технологического процесса используются методы экстракции, ионообменной сорбции, хроматографические методы (тонкослойн ая хром атограф ия), осаж дения и др.



Pages:     | 1 |   ...   | 25 | 26 || 28 | 29 |   ...   | 35 |
 


Похожие работы:

«2.1 Анальгетики, противоревматические средства, миорелаксанты и средства от подагры 2.1.1 Парацетамол Фармакология и токсикология. Парацетамол (например, ben-u-ron®, Enelfa®) обладает анальгетическими и антипиретическими свойствами, его хорошо переносят пациентки. В терапевтической дозе препарат не ингибирует синтез простагландинов. Его эффект обусловлен действием на гипоталамические центры. Как и большинство других препаратов, парацетамол проникает через плаценту. Сначала, основываясь на...»

«ГЕНЕРАЛЬНЫЙ ПЛАН п.г.т. РЫБНАЯ СЛОБОДА Охрана окружающей среды Текстовые материалы Казань 2011 5 Оглавление Список принятых сокращений Введение 9 Современное использование и архитектурно-планировочная 1. организация территории природные условия и ресурсы территории п.г.т. Рыбная Слобода 11 2. Рельеф и геоморфология 2.1. Геологическое строение 2.2. Тектоника и сейсмичность 2.3. Климатическая характеристика 2.4. Гидрогеологические условия 2.5. Поверхностные водные объекты 2.6. Ландшафты,...»

«МИНИСТЕРСТВО ПРИРОДНЫХ РЕСУРСОВ И ОХРАНЫ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ РЕСПУБЛИКИ КОМИ ПРИКАЗ 3 апреля 2003 г. № 71 г. Сыктывкар Об утверждении Правил рыболовства, охраны водных биологических ресурсов и среды их обитания в Республике Коми Руководствуясь статьями 6, 21 и 40 Закона РФ О животном мире, а также иными нормативными правовыми актами Российской Федерации и Республики Коми, постановлением Правительства Республики Коми от 26 февраля 2003 г. № 22 О некоторых вопросах в области охраны и использования...»

«апрель 2012 Секция Биология и здоровый образ жизни Руководители секции – Кашина Ирина Альбертовна и Кондратьева Елена Ивановна, учителя биологии ГБОУ Лицей №554, Почетные работники образования. К вопросу об особенностях восприятия человеком запахов с учетом ведущего полушария головного мозга Квитко Александр, учащийся 10 класса ГБОУ Гимназия № 159 Бестужевская. Руководитель работы: Котельникова Нина Сергеевна, учитель биологии. Гипотеза - центр обонятельного анализатора находится в правом...»

«АТЛАС карантинных вредителей, болезней растений и сорняков, наиболее опасных для территории Красноярского края г. Красноярск 2012 Акулов Е.Н., Белова Н.В., Белякова О.В., Гурина Н.А. Атлас карантинных вредителей, болезней растений и сорняков, наиболее опасных для территории Красноярского края. /Под ред. А.М. Агапова. – Красноярск: Спецпечать, 2012. – 113 с. Авторы: Е.Н. Акулов – Управление Россельхознадзора по Красноярскому краю Н.В. Белова, О.В. Белякова – Красноярский филиал ФГБУ ВНИИКР Н.А....»

«Ержанов Н.Т. Перспективы сохранения и рационального использования зверей Казахского мелкосопочника // Ержанов Н.Т. Редкие и исчезающие млекопитающие Казахского мелкосопочника. – Караганда: Изд-во КарГУ, 2001. – С.112-146. Животный мир — один из важнейших компонентов биосферы, который занимает большой удельный вес в составе биогеоценозов. Генофонд диких животных Казахстана уникален. Так, по данным Книги генетического фонда фауны Казахстана /Книга генетического фонда фауны Казахской ССР, 1989/,...»

«2.9. Методика проведения исследовательской работы на тему Размножение прививками сортовых (ценных, уникальных) древесных и кустарниковых растений Составитель: Прохорова Е.В., Лебедева Э.П. Цель работы: научное обоснование решения проблемы выращивания привитого селекционного материала уникальных, редких, ценных по хозяйственным, биологическим признакам древесных и кустарниковых растений в условиях школьного лесничества. Задачи: 1. Разработка технологии выращивания подвойного материала 2....»

«ВВЕДЕНИЕ В БИОТЕХНОЛОГИЮ Курс лекций Минск БГУ 2002 УДК 577.4(075.8) ББК Рецензент кандидат биологических наук, доцент Р.А. Желдакова Печатается по решению Редакционно- издательского совета Белорусского государственного университета Евтушенков А.Н., Фомичев Ю.К. Введение в биотехнологию: Курс лекций:/ А.Н.Евтушенков, Ю.К.Фомичев. - Мн.: БГУ, 2002. - 105 с. ISBN. В данном издании изложены основные понятия о биотехнологическом процессе, об особенностях объектов биотехнологии, их культивировании...»

«Рецензент: академик ВАСХНИЛ Ю. Н. Фадеев Кочетова Н. И., Кочетов Ю. В. К75 Насекомые и урожай. - М., Агропромиздат, 1985. - 126 с, ил. В книге рассказывается о том, какую роль в формировании, защите и увеличении урожая играют насекомые. Раскрываются особенности биологии некоторых незаслуженно забытых, но нужных людям шестиногих и их значение для хозяйственной деятельности человека. Остро звучит тема охраны природы. Даются оценка пользы и вреда, приносимых насекомыми, рекомендации по сохранению...»

«Государственный комитет по лесному хозяйству Республики Тыва ЛЕСОХОЗЯЙСТВЕННЫЙ РЕГЛАМЕНТ ГКУ РТ КЫЗЫЛСКОЕ ЛЕСНИЧЕСТВО Исполнитель: Общество с ограниченной ответственностью Научно – Проектный Центр Инженерно-Изыскательских Работ Генеральный директор Попов П. И. Воронеж, 2011 г. Оглавление Введение.. 6 Глава 1 Общие сведения.. 13 Краткая характеристика.. 1.1 13 Наименование и местоположение лесничества. 1.1.1 13 Общая площадь лесничества и участковых лесничеств. 1.1.2 13 Распределение территории...»






 
© 2013 www.knigi.konflib.ru - «Бесплатная электронная библиотека»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.