WWW.KNIGI.KONFLIB.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

 
<< HOME
Научная библиотека
CONTACTS

Pages:     | 1 |   ...   | 26 | 27 || 29 | 30 |   ...   | 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 28 ] --

Антибиотические вещества, накапливающиеся в клеточной био­ массе в процессе ферментации промышленных штаммов, выде­ ляют иными методами, нежели антибиотики, выделяемые микро­ организмами в культуральную среду. В первом случае, как правило, необходима экстракция каким-либо растворителем из нативных или дезинтегрированных микробных клеток.

Эстракция заключается в многократном переводе антибиотика из одного растворителя в другой с предварительным осаждением и кристаллизацией, многократной перекристаллизацией до задан­ ной степени чистоты субстанции.

Ионообменная сорбция основана на том, что антибиотики как отрицательно заряженные ионы осаждаются на катионной смоле, затем адсорбированный на смоле антибиотик элюируется раство­ рителем. При осаждении антибиотик соединяется либо с органи­ ческими, либо неорганическими веществами, выпадающими в осадок. Затем начинается процесс экстракции.

Выделенный в гомогенном состоянии антибиотик высуши­ вается при помощи распылительной либо лиофильной сушки, стабилизируется с целью сохранения биологической активности, придается лекарственная форма.

На завершающем этапе проводится биологический (стериль­ ность) и фармакологический (токсичность, пирогенность и др.), контроль готового препарата.

Таким образом антибиотикопродуцирующая активность про­ мышленного штамма микроорганизмов зависит от совокупности факторов. Наряду с качественными характеристиками самого продуцента, к их числу относятся состав среды, ее кислотность, окислительно-восстановительны й потенциал, температура культивирования и другие параметры. Понятие «среда для культи­ вирования» включает не только определенный качественный и количественный состав компонентов, необходимых для конструк­ тивного и энергетического обмена микробных клеток (источники азота, углерода, фосфора, ряда микроэлементов, витамины и ростовые вещества), но также и физико-химические факторы (кислотность, окислительно-восстановительный потенциал, температура, аэрация, гомогенность культуральной среды и др.).

Регуляция продукции антибиотиков осущ ествляется по механизму обратной связи (ретроингибирование), когда избыток антибиотиков подавляет активность начального фермента пути биосинтеза, либо ингибируются все ферменты этого метаболи­ ческого пути. В случае использования промышленных продуцен­ тов, часто являющихся ауксотрофными штаммами механизм ретроингибирования ослаблен и имеет место сверхсинтез конеч­ ного продукта - антибиотика.

8.6. Пенициллины, ампициллины, тетрациклины, фторхинолоны Итак, А.Флеминг не выбросил зараженную плесенью чашку в кучу посуды для мытья. Он пересеял плесень на свежую твердую питательную среду и оставил его на 4-5 дней при комнатной температуре. Когда на агаре выросла большая колония плесени Флеминг посеял вокруг этой колонии бактериальные культуры. Через сутки термостатирования он обнаружил, что некоторые бактерии выдержали соседство плесени, рост других был подавлен. Плесень оказалась губительной для стрептококков, стафилококков, дифтерийной палочки, возбудителя сибирской язвы. При культи­ вировании плесени на жидкой среде фильтрат также обладал такой же антимикробной активностью. Флеминг изучал культуры, выясняя, на какой день роста, при какой температуре и на какой питательной среде он получит наибольший антимикробный эффект от действующего начала плесени. Важнейшим свойством этого вещества оказалась его малая токсичность. Флеминг вводил кроликам в вену по 200 милли­ литров жидкости и убедился, что инъекция оказалась столь же безвредной, как и инъекция жидкой среды, в которой микробы не выращивались. 13 февраля 1929 года Флеминг в медицинском научно-исследовательском клубе прочитал свое сообщение о пенициллине. Аудитория выразила определенный скепсис к докладу, порожденному кустарными условиями работы в лаборатории и отсутствием специалистов-микологов.

Уверенный в своем открытии А.Флеминг в том же году опубликовал в 10 томе «Британского журнала экспериментальной патологии» результаты исследований, назвав вещество пенициллином.

В последующем выделением и очисткой пенициллина занялась в 1932 году группа химиков под руководством профессора Г.Райстрика, одного из лучших химиков Англии. Однако после предварительной очистки пенициллина, химики отказались от дальнейших попыток получить его в абсолютно чистом виде, поскольку при применении обычных химических методов он начинал разлагаться.

Стабильную форму чистого пенициллина удалось получить химикам Оскфордского университета Г.Флори, Э.Чейну и Н.Хитли. 12 февраля 1941 года пенициллин испытали на первом пациенте (оксфордском полицейском) с тяжелым стафилококковым заражением крови. Уже несколько внутривенных инъекций пенициллина значительно улучшили его состояние, еще недавно умирающий больной начал есть, нормализовалась температура тела. Но количества чистого пенициллина, полученного в условиях лабораторного культивирования штамма-продуцента не хватило для дальнейшего лечения пациента и больной через несколько дней умер от возобновившегося стафилококкового сепсиса.

Пенициллины - вторичные метаболиты мицелиальных грибов P.notatum, P.ch rysogen u m, P. cru sto su m и др. П енициллин N и цеф алоспорин С м огут синтезировать и актином ицеты. Кроме того, способность образовы вать цеф алоспориноподобны е анти­ биотики установлена для различны х видов грам отрицательны х почвенных бактерий.

Структура пенициллина формируется из ам инокислот- пред­ ш ественников (L -аминоадипиновой кислоты, L - цистеина и L— валина), из так называемого трипептида - LLD. Олигомеризация происходит по тиоматричному механизму с участием ферментов синтетаз. На последующем этапе LLD —трипептид замыкается в кольцо. Процесс циклизации катализируется ферментом изопенициллин-М -синтетазой. Это последний общ ий пром еж уточны й продукт путей биосинтеза пенициллина и цефалоспорина S. Далее у грибов изопенициллин N превращается в пенициллин G, у актиномицетов - в пенициллин N. При синтезе пенициллина G (бензилпенициллина) участвует фенилуксусная кислота, приводящ ая к отщ еплению аминоадипиновой кислоты. И так метаболический путь биосинтеза пенициллина начинается с предш ественника — бета-кетоадипиновой кислоты, общего и для первичного метабо­ лита клетки - лизина. Повышение в среде культивирования лизина ингибирует активность начального ф ермента м етаболического пути синтеза пенициллина —гомоцитратсинтазы, соответственно сниж ается продукция антибиотика (м еханизм ретроингибиро вания). Добавление в культуральную среду бета-аминоадипиновой кислоты, наоборот, стимулирует синтез пенициллина.

Механизм действия пенициллина обусловлен ингибированием этим бета-лактамным антибиотиком микробного фермента мурамоилпентапептидкарбокси-пептидазы (МПП), который важен для образования поперечных связей в пептидогликане клеточной стенки. Антибиотик имеет структуру, аналогичную структуре субстрата этого фермента (пептид с С-концевой последователь­ ностью D-Ala-D-Ala). Он обратимо связывается в активном центре фермента МПП таким образом, что бета-лактамное кольцо оказы­ вается в непосредственной близости от активного остатка серина.

Затем нуклеофильное замещение приводит к образованию устойчивой ковалентной связи грамотрицательных бактерий.

Иногда возможны аллергические реакции на инъекцию препарата.

Немногим более двадцати лет спустя после начала исполь­ зования в клинической практике пенициллина были выявлены штаммы дизентерийной палочки, устойчивые к нему. Благодаря синтезу индуцибельного фермента пенициллиназы (беталактамазы) подобные микроорганизмы разрушали бета-лактамное кольцо, «ядро» антибиотика - 6-аминопенициллановую кислоту (6-АПК).

8.6. Пенициллины, ампициллины, твтрациклины, фторхинолоны Последующие исследования показали, что если выделить 6-АПК и модифицировать его химическим путем, изменить боковые группы, тогда микробный фермент-пенициллиназа теряет свою способность разрушать подобное соединение. Таким образом началось широкомасштабное производство полусинтетических пенициллинов и цефалоспоринов с иным спектром антибакте­ риального действия, устойчивых к беталактамазе. ПолусинтетиI ческий способ основан на том, что в бензилпенициллине или I цефалоспорине, полученных микробиологическим синтезом, при [ помощи химического синтеза одна боковая цепь 6-АПК меняется на другую. В цефалоспоринах могут изменяться две боковые цепи.

I Здесь в качестве исходной структуры для модификации (по аналогии с пенициллином) используется цефалоспорин С.

Технология биосинтеза пенициллина Пенициллин получают методом глубинного культивирования.

Интенсивный синтез пенициллина начинается после накопления большого количества биомассы-мицеллия, производственного штамма P.chrysogenum. Так, среда для продукции пенициллина включает глюкозу — 1,5%, лактозу —5% (лактоза снимает катаболитную репрессию глюкозы), аммония сульфат и фосфаты - 0,5кукурузный экстракт - 2-3%, предшественники антибиотика фенокси- или фенилуксусная кислота.

Подготовка к ферментации: сначало размножаются споры во [ флаконах при 25-27°С в течении 4-5 суток. Полученным споровым материалом засевают инокуляторы и далее посевные аппараты — биореакторы малого объема (на 12-18 часов, для прорастания вегетативных клеток). Затем засевается субстрат проросшими спорами плесневого гриба. Периодическая ферментация при 23С, pH 5,0-7,5, скорость аэрации 1 м3 воздуха на 1 м1 среды в I минуту; продолжительность ферментации - 4 суток.

Для стабилизации pH используются буферные растворы, пеногашение осуществляется механическим и химическими спо­ собами. Поддерживаются строго асептические условия, исклю­ чающие контаминацию посторонней микрофлорой, бактерио­ фагами.

По завершение ферментации загустевшую культуральную жидкость пропускают через фильтр, отделяя клетки, мицелий гриба от жидкости, содержащ ей пенициллин. Из фильтрата белок удаляют солями алюминия, железа или коагулируют при 65-70°С.

Пенициллин экстрагируется органическими растворителями (бутилацетат, амилацетат) при pH 1,9-2,0. Растворитель уносит с собой воду и образуется кристаллическая суспензия антибиотика.

Кристаллы вновь растворяю т в воде раствором бикарбоната натрия. Затем вновь экстрагируют органическим растворителем.

Выход кристаллического пенициллина 86-90% (потери составляют 10-14%). Если эту кристаллическую соль пенициллина G поместить в бульон и внести фермент ацилазу, либо секретирующие их бактерии, то ацилаза избирательно удаляет из молекулы бензильную группу, превращая пенициллин G в 6-аминопенициллановую кислоту (6-АПК). Она слаба антибактериально, но к ней можно химическим путем присоединить боковые группы и получить полусинтетические пенициллины.

Получение ампициллина Бензилпенициллин гидролизуют ацилазой мутатного штамма Kluyvera citrophila при pH 7,0-8,0 и температуре 40-50°С. Затем в биореактор вносится другой микроорганизм - мутантный штамм Pseudomonas melanogenum и фенилглицин. Условия ферментации изменяются, pH снижается до 5,0-5,5, чтобы ацилаза Ps.melano­ genum осуществила ацелирование аминогруппы 6-АПК с получе­ нием ампициллина.

Ампициллин действует на грамотрицательные и грамположительные бактерии, больше на грамотрицательные и поэтому показан при кишечных инфекциях; в отличие от пенициллина применяется и перорально.



Pages:     | 1 |   ...   | 26 | 27 || 29 | 30 |   ...   | 35 |
 


Похожие работы:

«Каталог № 3.2004 Обращаем Ваше внимание на то, что Каталог № 3.2004 действителен с 29 сентября 2004 г. (с изменениями на 4 ноября). На все поставляемое оборудование дается гарантия 1 год с даты поставки и обеспечивается послегарантийное техническое обслуживание. Остаточные сроки годности иммуноферментных тест-систем - не менее 6 месяцев при поставке по контракту, не менее 4 месяцев при поставке со склада; при поставке со склада сроки годности остальных реагентов - не менее 4 месяцев,...»

«Программа конкретизирует содержание предметных тем образовательного стандарта, дает распределение учебных часов по разделам курса и последовательность изучения тем и разделов учебного предмета с учетом межпредметных и внутрипредметных связей, логики учебного процесса, возрастных особенностей учащихся. Программа содействует реализации единой концепции биологического образования, сохраняя при этом условия для вариативного построения курсов биологии и проявления...»

«В связи с изменениями законодательства Российской Федерации об охране окружающей среды в целях совершенствования разграничения государственных полномочий: 1. Установить, что Красная книга Республики Саха (Якутия) учреждается для сохранения биологического разнообразия, обеспечения более эффективной охраны редких и находящихся под угрозой исчезновения диких животных и дикорастущих растений и грибов, обитающих и произрастающих на территории Республики Саха (Якутия), пропаганды природоохранных...»

«ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ КОМПЛЕКСНОГО ЭКОЛОГИЧЕСКОГО ОБСЛЕДОВАНИЯ ТЕРРИТОРИИ ГОСУДАРСТВЕННОГО ПРИРОДНОГО ЗАКАЗНИКА КАМЫШАНОВА ПОЛЯНА АПШЕРОНСКОГО РАЙОНА КРАСНОДАРСКОГО КРАЯ В 1987 г. решением Апшеронского райисполкома № 124 от 10 апреля 1987 г. на основании решения Краснодарского крайисполкома № 488 от 14.02.1983 г. Об отнесении природных объектов к государственным памятникам природы местного значения на землях Самурского совхоза (собственно поляна Камышанова) и Мезмайского лесничества в кварталах...»

«МАГИСТЕРСКАЯ ПРОГРАММА 49.04.01Естественнонаучные основы физической культуры и спорта I. Требования к вступительному экзамену по направлению 49.04.01– Физическая культура по магистерской программе: Естественно-научные проблемы физической культуры и спорта Вступительный экзамен по направлению должен выявить умения бакалавров использовать знания, полученные в процессе изучения дисциплин (медико-биологических, психолого-педагогических, гуманитарных, общепрофессиональных, социально-экономических и...»

«ПРОГРАММА ВСТУПИТЕЛЬНЫХ ИСПЫТАНИЙ ПО БИОЛОГИИ Программа предназначена для поступающих на факультеты: биолого-почвенный: Биология, Почвоведение; фармацевтический факультет: Фармация; философии и психологии: Психология, Психолого-педагогическое образование, сокращенная программа бакалавриата на базе высшего профессионального образования по направлению Психология. Программа разработана на основе примерной программы по биологии (письмо Министерства образования РФ от 18 февраля 2000 г. №...»

«Степи Евразии: сохранение природного разнообразия и мониторинг состояния экосистем. Материалы Международного симпозиума. Оренбург- 1997г. Российская Академия наук - Уральское отделение Институт степи Оренбургский филиал Русского Географического Общества Администрация Оренбургской области Государственный заповедник Оренбургский Оренбургское отделение Докучаевского общества почвоведов Оренбургское отделение Российской Экологической Академии В сборнике отражен широкий круг вопросов, связанных с...»

«Государственный комитет по лесному хозяйству Республики Тыва ЛЕСОХОЗЯЙСТВЕННЫЙ РЕГЛАМЕНТ ГКУ РТ БАЛГАЗЫНСКОЕ 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...»

«Т.М. РЫБАЛКО А.Б. ГУКАСЯН БАКТЕРИОЗЫ ХВОЙНЫХ СИБИРИ Ответственный редактор канд. биол. наук Н.Д. Сорокин НОВОСИБИРСК ИЗДАТЕЛЬСТВО НАУКА СИБИРСКОЕ ОТДЕЛЕНИЕ 1986 2 Рыбалко Т.М., Гукасян А.Б. Бактериозы хвойных Сибири. - Новосибирск: Наука, 1986. В монографии впервые освещаются результаты исследований опасных бактериальных заболеваний хвойных пород в Средней Сибири. Изучены причины возникновения и распространенность бактериальной водянки, раково-язвенного, язвенного заболеваний; идентифицированы...»






 
© 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.