WWW.KNIGI.KONFLIB.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

 
<< HOME
Научная библиотека
CONTACTS

Pages:     | 1 |   ...   | 17 | 18 || 20 | 21 |   ...   | 49 |

«Т. Г. Волова БИОТЕХНОЛОГИЯ Ответственный редактор академик И. И. Гительзон Рекомендовано Министерством общего и профессионального образования Российской Федерации в ...»

-- [ Страница 19 ] --

Способность синтезировать антибиотики широко распространена среди различных представителей микробного мира. Связи между таксономическим положением микроорганизмов и способностью синтезировать тот или иной антибиотик нет. Так, микроорганизмы, принадлежащие к одной группе, способны синтезировать самые разнообразные по химическому строению и действию антибиотики, и один и тот же антибиотик может продуцироваться различными микроорганизмами. Продуцентами антибиотиков являются бактерии, актиномицеты, мицелиальные грибы.

Описано около 600 антибиотиков, которые синтезируются бактериями.

Эти антибиотики по химическому строению принадлежат к полипептидам и низкомолекулярным белкам. Однако в промышленных масштабах выпускается незначительное число антибиотиков бактериального происхождения. Важнейшими их них являются: грамицидин (Bacillus brevis), полимиксины (Bac. polymyxa, Bac. circulans), бацитрацины (Bacillus licheniformis), низины (Streptococcus lactis).

Самое большое количество (свыше 70 %) антибиотиков, выпускаемых промышленностью и широко применяемых, синтезируется актиномицетами. Среди них – антибиотики различного химического строения, которые относят к нескольким группам: а) аминогликозиды – стрептомицин (Streptomyces griseus), неомицины (Streptomyces fradiae, Str. albogriseolus), канамицины (Str. kanamyceticus), гентамицины (Micromonospora purpurea) и др.; б) тетрациклины – хлортетрациклин (Str. aureofaciens), окситетрациклин (Str. rimosus); в) актиномицины – большая группа близких по строению препаратов, синтезируемых различными микроорганизмами, в том числе (Streptomyces antibioticus, Str. chrysomallus, Str. flavus); г) макролиды – эритромицин (Streptomyces erythreus), олеандоимицин (Str.

antibioticus), магнамицин (Str. halstedii), филипин (Str. filipensis); д) анзамицины – стрептоварицины (Str. spectabilis), рифамицины (Nocardia mediterranea), галамицины (Micromonospora halophytica), нафтамицин (Str.

collinus) и др.

Мицелиальные грибы также синтезируют достаточно большое количество антибиотиков (около 1200). Наиболее известны среди них следующие: пенициллины (Penicillium chrysogenum, P. brevicompactum, Aspergillus flavus, Asp. nidulans), цефалоспорины (Cephalosporium acremonium), фумалгин (Aspergillus fumigatus), гризеофульвин (Penicillium nigricans, P. griseofulvum), трихоцетин (Trichthecium roseum).

Синтез антибиотиков микробными клетками – это специфический процесс обмена веществ, возникший и закрепленный в процессе эволюции организма. Каждый микробный вид способен образовывать один или несколько вполне определенных антибиотических веществ. Выделенные из природных источников, так называемые «дикие» штаммы обладают низкой антибиотической активностью. В промышленности применяют в качестве продуцентов штаммы, которые по сравнению с исходными штаммами обладают повышенной на 2–3 порядка антибиотической активностью. Это достигается, как и во многих других биотехнологических процессах, двумя способами: генетическими усовершенствованиями организмов и оптимизацией условий ферментации.

Антибиотики – это вторичные продукты обмена микроорганизмов, (идиолиты). Характерной особенностью развития продуцентов антибиотических веществ является ярко выраженная двухфазность: в первой фазе развития микроорганизмов происходит накопление биомассы, во второй – синтез антибиотика. При этом очень важно создать условия ферментации, адекватные этой двухфазности с учетом ингибирующего действия антибиотика как продукта обмена на продуцент.

Нельзя не отметить, что создание промышленности антибиотиков является крупнейшим достижением биологии нашего столетия. Организация этого производства потребовала коренных преобразований существующей микробиологической промышленности: при этом были решены вопросы обеспечения строжайших условий стерильности в ходе всех стадий биотехнологического процесса, разработаны и созданы эффективная аппаратура с высокими газо-динамическими характеристиками, средства борьбы с сильным пенообразованием, методывполучения стерильных препаратов антибиотиков высокой степени чистоты. Распространение этих достижений и применение их в других, сложившихся биотехнологических процессах, основанных на жизнедеятельности микроорганизмов, сыграло решающую роль в становлении современной биотехнологии в целом.

В процессах производства антибиотиков очень большое значение имеет правильный выбор состава питательной среды. В зависимости от природы используемого микроорганизма в качестве источника углерода возможно применение различных субстратов. Например, для получения пенициллина лучшим источником углерода и энергии является глюкоза и лактоза; грамицидина – глицерин и соли янтарной кислоты; стрептомицина и неомицина – глюкоза. При разработке состава среды для каждого отдельного продуцента индивидуально подбирают не только тип углеродного субстрата, но и его концентрацию. В качестве источника азота многие продуценты антибиотиков используют восстановленные формы (аммоний и аминокислоты), однако некоторые предпочитают нитраты. Когда источник азота должен присутствовать в виде готовых аминокислот, полипептидов или белков, используют пшеничную и кукурузную муку, экстракты дрожжевой биомассы. Большое значение имеет также концентрация в среде фосфора, а также других минеральных элементов (серы, марганца, железа, кобальта и др.). В ряде случаев существенного увеличения выхода антибиотического вещества достигают в результате внесения в среду предшественников синтеза конкретного антибиотика. В связи c интенсивным пенообразованием, сопровождающим процесс синтеза антибиотиков, в состав среды вводят пеногасители (растительные и животные жиры, минеральные масла).



Помимо состава среды, большое влияние на выход антибиотиков оказывают другие физико-химические факторы среды: рН, температура, обеспечение кислородом, которые подбираются и задаются индивидуально для каждого продуцента.

На предферментационной стадии получают инокулят из музейной культуры и готовят питательную среду. После стерилизации технологического оборудования и среды в ферментер вносят требуемое количество инокулята и начинают процесс ферментации. В промышленности используют аппараты различной емкости, от 500 л до 100 м3 и более. В ходе ферментации культура непрерывно аэрируется стерильным подогретым воздухом. Температура среды, рН и ряд других параметров автоматически регулируются в соответствии с регламентом производства конкретного антибиотика.

Процесс ферментации осуществляется в строго стерильной, глубинной, аэробной и периодической культуре и носит выраженный двухфазный характер (рис. 2.6). Первая фаза сбалансированного роста (тропофаза) характеризуется быстрым накоплением биомассы продуцента на фоне исчерпания углеродного субстрата, а также азота, фосфатов и др.

Рис. 2.6. Процесс развития Streptomyces fradiae 3535 и образования неомицина При этом может наблюдаться некоторое изменение величины рН; синтез антибиотиков не наблюдается или имеет место в незначительных количествах. На второй фазе (идио-фаза) прирост биомассы прекращается, и может иметь место некоторое падение концентрации клеток в культуре в результате гибели и лизиса некоторой части популяции. При этом среда обогащается продуктами обмена и продуктами автолиза погибших клеток, и начинается активный процесс синтеза антибиотиков. Исключительно важным на этом этапе становится правильно организованный режим пеногашения. Наряду с пеногасителями химической природы, дополнительно применяют механическое пеногашение с использованием специальных устройств. В большинстве случаев антибиотики выделяются в культуральную среду, хотя возможно и сохранение их внутри клеток. Локализация антибиотика, а также сфера применения последнего определяют специфику приемов постферментационной стадии. Если антибиотик находится в клетках, на первом этапе обработки биомассу выделяют из культуральной жидкости (фильтрацией или центрифугированием); далее после разрушения клеток антибиотик экстрагируют и переводят в растворимую фазу. Затем данный раствор, а также культуральные среды, (если антибиотик в процессе идио-фазы выделяется из клеток в среду) подвергают различным методам экстракции, разделения, очистки и концентрирования для получения готового продукта. Особенность процедуры выделения и очистки антибиотиков – разбавленные исходные растворы (около 1 %) и возможность инактивации антибиотика в ходе постферментационной стадии. Цель всех процедур постферментационной стадии – получение стерильных препаратов высокой степени чистоты. Особенно высокие требования предъявляют к антибиотикам медицинского назначения. Поэтому выделение, очистка, концентрирование, высушивание, а также расфасовка и упаковка медицинских антибиотиков осуществляются в асептических условиях. Готовый продукт подвергается тщательному биологическому и фармакологическому контролю. Биологический контроль определяет степень стерильности препарата. В ходе фармакологического контроля проводят всесторонние испытания препарата на токсичность, пирогенность, токсикогенность и пр., устанавливают максимально переносимую дозу антибиотика, дозы, вызывающие полную и 50 % гибель экспериментальных животных. Готовая форма лекарственного препарата антибиотического вещества поступает к потребителю с указанием биологической активности и даты выпуска.

Антибиотики немедицинского назначения, применяемые в сельском хозяйстве, получают также в условиях строго стерильной регламентированной культуры, однако готовый продукт представляет собой высушенную биомассу продуцента или культуральную среду. В таком препарате, помимо антибиотика, содержатся также другие биологически активные вещества (витамины группы В, ферменты, витамины, аминокислоты).

Наиболее известны среди применяемых в качестве кормовых антибиотических препаратов – биовит и биомицин, являющиеся препаратами хлортетрациклина, а также гризин, бацитрацин, гигромицин и др. Подавляя развитие болезнетворных микроорганизмов, тем самым снижая заболеваемость и смертность, антибиотики ускоряют рост и развитие животных и птицы. Так, применение антибиотиков в свиноводстве обеспечивает дополнительный привес от каждой тысячи животных до 120 ц при сокращении расхода кормов на 5–10 %. При добавлении антибиотиков в корм курнесушек можно дополнительно получить до 15 тыс. яиц в год от 1000 кур.

В течение последних 25 лет антибиотики применяют также для борьбы с фитопатогенами, возбудителями которых являются микроорганизмы. Антибиотические вещества наносят на вегетативные части растения, а также на семена или вносят в почву. В результате селективного действия на фитопатогенные микроорганизмы антибиотики задерживают рост или убивают микроорганизмы-возбудители, не нанося вреда растению. Наиболее эффективными фитопатогенными препаратами являются трихотецин, полимицин, фитобактериомицин, гризеофульвин.

Поиск продуцентов новых антибиотиков непрерывно продолжается.

Огромные перспективы для получения высокопродуктивных штаммов открываются в связи с развитием новейших методов клеточной и генетической инженерии. Помимо усовершенствования природы микроорганизмов-продуцентов антибиотических веществ, оптимизации аппаратуры и технологий, большое значения для получения нового спектра препаратов, обладающих более ценными свойствами по сравнению с исходными, имеет так называемая модификация антибиотиков и получение полусинтетических препаратов. Полученные микробиологическим путем антибиотики подвергают химической модификации, в результате которой возможно получение препаратов с более выраженным физиологическим действием.



Pages:     | 1 |   ...   | 17 | 18 || 20 | 21 |   ...   | 49 |
 



Похожие работы:

«ОПЫТ ЧЕРНОБЫЛЯ 3 ЧАСТЬ А.А. БОРОВОЙ, Е.П. ВЕЛИХОВ ОПЫТ ЧЕРНОБЫЛЯ ЧАСТЬ 3 Москва, 2013 УДК 621.039.586 Корректор: В.В. Новикова Дизайн и верстка: Е.Р. Осьмакова А.А. Боровой, Е.П. Велихов. Опыт Чернобыля (работы на объекте Укрытие). Часть 3. М.: НИЦ Курчатовский институт, 2013, 156 с. ISBN 978-5-904437-90-9 Почти каждый шаг в многолетней эпопее ликвидации последствий аварии на ЧАЭС требовал поиска нестандартных научно-технических решений. В результате коллективом инженеров и ученых, работающих в...»

«Сфера космической деятельности связана с широкомасштабными возможностями и большими экономическими выгодами. Одна из главных характеристик ее современ ного развития заключается в небывалых темпах наращивания усилий различных стран и организаций по овладению космическими ресурсами. Применение космических средств в развитых и развивающихся странах уже можно рассматривать как общеми ровую тенденцию. Поэтому актуальность вопросов, связанных с ракетно космической деятельностью развивающихся стран2,...»

«Your browser does not support inline frames or is currently configured not to display inline frames. О.Г.Сорохтин, С.А.Ушаков Развитие Земли М: Изд-во МГУ, 2002. 506 с. В книге в доступной форме изложена современная теория глобального развития Земли, рассмотрены ее происхождение, строение и состав, процесс выделения земного ядра, энергетика Земли и природа ее тектонической активности, происхождение Луны и ее влияние на развитие нашей планеты в катархее и архее. С единых позиций этой теории...»

«BULLETIN 39 Kyiv-2006 МЕЖДУНАРОДНАЯ АССОЦИАЦИЯ АКАДЕМИЙ НАУК БЮЛЛЕТЕНЬ 39 Киев-2006 В очередной номер бюллетеня МААН включена информация о международных конференциях, семинарах, симпозиумах, которые запланированы с мая 2006 г. научными учреждениями академий наук, входящих в МААН (место проведения, ответственная за проведение организация, ее адрес и телефоны, время проведения). Выпуск бюллетеня подготовлен под общей редакцией академика Национальной академии наук Украины А. П. Шпака. The...»

«СПРАВОЧНИК для поступающих в Казанский государственный энергетический университет Казань 2012 УДК 374 ББК 74.58 С74 С74 Справочник для поступающих в Казанский государственный энергетический университет / Составители: В.И. Кротов, М.Н. Файзуллина. – Казань: – Казан. гос. энерг. ун-т, 2012. – 95 с. В справочнике приведены общие сведения о КГЭУ, институтах и факультетах, направлениях и профилях, формах и сроках обучения, основные положения правил приема. Справочник предназначен для лиц, желающих...»

«СОГЛАСОВАНО УТВЕРЖДАЮ Мэр города Ярославля Главный инженер _Е.Р. Урлашов ОАО ВНИПИэнергопром _2012 г. _ Тутыхин Л.А. _2012 г. Разработка схемы теплоснабжения на территории городского округа города Ярославля Книга 7. Предложения по строительству, реконструкции и техническому перевооружению источников тепловой энергии Москва 2012 г. Книга 7. Том.1 Стр. 1 ОАО Объединение ВНИПИэнергопром Список исполнителей Главный инженер Л.А. Тутыхин Начальник управления А.Г. Иванов энергетических программ №5...»

«Лотос-Пресса Санта Фе, Нью-Мехико ОГЛАВЛЕНИЕ ВВЕДЕНИЕ 5 ПРЕДИСЛОВИЕ 8 ГЕРБОЛОГИЯ: ВОСТОК И ЗАПАД 13 ПРОЯВЛЕНИЯ СОЗНАНИЯ В РАСТЕНИЯХ 16 ИСТОКИ АЮРВЕДСКОЙ МЕДИЦИНЫ 22 Духовные истоки 22 Три гуны 23 Пять элементов 25 Три доши 26 Семь тхату и оджас 37 Пять пран 40 Системы организма (сротас) 42 Агни и растения 44 ЭНЕРГЕТИКА ТРАВ 46 Вкус (раса) 46 Энергия (вирья) 49 Випака. Пост-пищеварительный эффект 52 Прабхава. Особая сила воздействия 54 Описание шести вкусовых характеристик 55 КОРРЕКЦИЯ...»

«Информационно-аналитический бюллетень №2 Москва 2005 Информационно-аналитический бюллетень ЦПИ ИМЭПИ РАН 2005 - №2 Центр проблем интеграции Института международных экономических и политических исследований Российской академии наук Информационно-аналитический бюллетень №2 Москва 2005 2 Информационно-аналитический бюллетень ЦПИ ИМЭПИ РАН 2005 - №2 Центр проблем интеграции создан по инициативе Национального инвестиционного совета (НИС) и Российской академии наук (РАН) в Институте международных...»

«УДК 550.83:556.1(576.1:528) Г.И.Аносов1, А.В. Колосков2, Г.Б. Флеров2 1 – Институт вулканологии ДВО РАН 2 – Институт вулканической геологии и геохимии ДВО РАН ОСОБЕННОСТИ ПРОЯВЛЕНИЯ УЛЬТРАМАФИТОВ КАМЧАТСКОГО РЕГИОНА С ПОЗИЦИЙ ВИХРЕВОЙ ГЕОДИНАМИКИ. всем известно, что литература доставляет слишком много примеров рассуждений, которые кажутся убедительными для специалистов, их предлагающих, но которые обнаруживают свою несостоятельность или заблуждение автора, когда подвергаются испытаниям с точки...»

«Любимая Родина Газета издается инициативной группой жителей поселений родовых поместий : Родное Ладное Мирное Заветное Солнечное Газета предназначена для взаимопонимания между людьми, живущими на одной территории, и обмена информацией Разговор о праздниках Мысль написать статью о праздниках появилась после щую определённый энергетический образ. Мысленно этот костёр прогорел, шаман выложил из углей дорожку метра в разговоров с людьми на праздновании Ивана Купала. образ помещают в центр круга....»






 
© 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.