Industrijska mikrobiologija. Proizvodnja sekundarnih metabolita

Video: Plant Physiology. TLC (DV Vetoshkina)

Sekundarnih metabolita (idiolity) - niske molekularne težine tvari koje nisu potrebne u fazi rasta čiste kulture, ali oni su neophodni za funkcioniranje zrele populacije. Često imaju zaštitnu ulogu u konkurenciji s drugim mikroorganizmima. To uključuje antibiotike, alkaloidi, hormoni rasta biljaka, toksina.

proizvodnja antibiotika

Antibiotici se zove tijelo otpada proizvode, imaju antibakterijski učinak. Većina trenutno poznatih antibiotici su supstance luče različite vrste mikroorganizama - bakterije, kvasci, plijesni, aktinomiceta. Antibiotici se također dobiti iz tkiva životinja i viših biljaka (volatile).

Ideja korištenja antagonizam između mikroorganizama (tzv "antibioza") za suzbijanje patogenih mikroba pripadaju Mechnikov, stavio je na kraju prošlog stoljeća, početak moderne teorije supstanci droge mikroba.

Da bi antibiotik supstance se mogu koristiti u medicinskoj praksi, zahtijeva skup visokog antibakterijsku aktivnost i odsustvo toksičnih djelovanja u odnosu na macroorganism. Velikog broja izabranih antibiotika i studirao ovom kritičnom uslov ispunjen vrlo malo sastojaka.

Hemijski, antibiotici - supstance su vrlo raznoliki, iako su neki od njih su cijeli klase sa sličnim strukturama, na primjer: penicilini, tetraciklini, itd je sada utvrđeno da supstance slične kemijske strukture, slične po karakteru i akciju .. Dakle, penicilini djelovati na zidu ćelije bakterija i inhibiraju njegovu sintezu. Za dok se bakterije razmnožavaju više, ali nedostaje ćelijski zid, uskoro će umrijeti.

Antibiotik streptomicin, prodiranje klica ćelija dostiže ribozome (sinteza proteina mjesta) i blokira njihovu aktivnost.

Actinomycin djeluje na DNK molekula kao rezultat postaje nemoguće sintezu RNK, ribozomi da prevozi "naredbe" DNK sintezu proteina. Sličan učinak rifampicina i pokazuje, iako na nešto drugačiji način: smanjuje aktivnost RNA polimeraze i RNK ne mogu formirati.

I DNA molekule se ponašaju antitumorska antibiotik mitomicin C: kontaktirali ga čvrsto, sprečava daljnje sinteze DNK.

U ponovljenim utjecaja antibiotika molekula mikrob ćelija umire. Ako je antibiotik se daje u iznosu nedovoljna, klice ćelije se oporavila, a mikrob preživljava i pruža otporan (MDR) djelovanju antibiotika potomstvo.

Ovi primjeri djelovanja antibiotika - je samo nekoliko slučajeva svoje raznovrsne biohemijske efekte na mikroorganizme.

Klasifikacija antibiotika

Među osnovnim principima klasifikacije antibiotika, uzmite u obzir sljedeće:
1. Klasifikacija antibiotika biološkog porekla:
a) antibiotika proizvode mikroorganizmi koji pripadaju eubakterije;
b) antibiotici, formirana od mikroorganizama koji pripadaju poredak Actinomycetales;
c) antibiotika formiraju cijanobakterija;
g) antibiotici, formirana od nesavršen gljivica;
d) antibiotika formirana od gljiva pripadaju klasama basidia-mycetomas i Ascomycetes;
e) antibiotika formirana lišajeva, algi i niže biljke;
g) antibiotika, formirana više biljke;
h) životinja antibioticima.

2. Klasifikacija u spektru bioloških aktivnosti:
a) antibakterijski antibiotici uskog spektra, aktivni uglavnom protiv gram-pozitivnih organizama;
b) antibakterijska antibiotika širokog spektra;
c) protiv antibiotika;
g) protivogribnye antibiotika;
d) antitumorska antibiotika.

3. Klasifikacija antibiotika prema hemijskoj strukturi:
a) antibiotika aciklički struktura;
b) antibiotika aliciklične struktura;
c) tetraciklini;
g) aromatični antibiotika;
d) antibiotici-hinoni;
e) na antibiotike sadrže kiseonik heterociklički spoj;
g) antibiotici, azot sadrže heterociklički spoj;
g) antibiotici, aminoglikozidi;
i) metal sadrže antibiotike.

Glavne faze industrijske proizvodnje antibiotika

Nakon uspostavljanja visokih terapeutska svojstva prvog antibiotika - penicilin odmah je nastao problem organizacije njegove proizvodnje u velikim količinama. U prvoj fazi industrijske proizvodnje ove droge je bio primitivan, ekonomski neisplativa karakter. Uzgoj je izvedena za proizvodnju antibiotika srednje u malim kontejnerima, uz uzgoj površine gljive.

Proces razvoja gljivica trajalo 8-10 dana. Ova metoda uzgoja gljiva na velikom utroška rada dao vrlo niski prinosi od antibiotika, a trošak pripreme je vrlo visoka, odnosno. Kao rezultat staza pretraživanje je pružena najracionalniji način proizvodnje antibiotika metoda potopljeni uzgoj gljiva u posebne kontejnere, fermentaciju sa miješanje i klima ključa u tečnom mediju.

Moderna industrijska proizvodnja antibiotika - je složena od više biotehnologije spoja koji se sastoji od niza uzastopnih koraka:

1. biosintetičkih koraka (formiranje) antibiotika. To biološki glavnoj bini složenog procesa izrade antibiotika supstance. Osnovni zadatak u ovoj fazi - za stvaranje optimalnih uvjeta za razvoj proizvođača i što je moguće više biosinteze antibiotika.

Visoke korak učinak ovisi o nivou antibiotik biosintetičkih djelatnost proizvodnje, s obzirom da svoj maksimum akumulacije vrijednosti medija za uzgoj organizma, uključujući i troškove primjenjuje prekursora i ukupne potrošnje energije za procese povezane s razvojem antibiotika za proizvodnju supstance.

Korak 2. predtretman kulture tekućine, ćelije (micelij) i filtracije mikroorganizam (odvajanje kulture tečnosti iz biomase proizvodi). Efikasnost korak je u velikoj mjeri određuje sastav srednjeg rasta proizvodnju antibiotika, njen tip rasta, mjesto glavnog akumulacije biološki aktivnih supstanci (u fluidu kulture ili intracelularni) u.

Korak 3. izolacija i pročišćavanje antibiotika. U ovoj fazi, u zavisnosti od svojstva antibiotika, njegov hemijski sastav i glavni mjesta akumulacije antibiotika supstanci pomoću različitih izolaciju i pročišćavanje metoda. Kao osnovne metode koriste vađenje, padavine, adsorpcija na ionskom izmjenom materijala, isparavanje, sušenje. Karakteristika ovog procesa korak je utvrđeno da se bave malim koncentracijama (~ 1%) u antibiotik rješenje da se tretira, dok je u kasnijim fazama povećanja koncentracije 20-30% u prvom radnom koraku. Sve to zahtijeva korištenje raznih kapaciteta i volumena reagensa koristi.

4. Faze gotovog proizvoda, proizvodnja doziranja oblika, pakovanja. Karakteristika korak definiran vrlo visoke zahtjeve na kvalitetu finalnog proizvoda. U slučaju proizvodnje antibiotika namenjen injekcionih preparata mora biti sterilnymi- dobijanje takvih antibiotik, pripremu različitih formi lekova, doziranje (ambalaža), a ambalaža mora se obavljati pod aseptičkim uvjetima.

Za maksimalnu prinos od antibiotika koji se koriste za vrijeme kultivacije proizvođača složenih mjera, uključujući i izbor najpovoljnije za ove potrebe organizma podloge i uzgoj uvjetima. cijeli ovaj set mjera uključenih u koncept "pod kontrolom biosinteze."

U industrijskom okruženju pod kontrolom biosinteze zahtijeva striktno poštovanje proces kao u koraku pripreme inokuluma, a korak biosintetske. U fazi pripreme inokuluma obratiti posebnu pažnju na sastav medij u kojem se organizam uzgaja u dobi od ćelije ili micelija. U koraku biosinteze, osim sastava medija, igraju važnu ulogu stopa potrošnje pojedinih komponenti, prekursora, proces aeracije regulacije kulture, održavanje odgovarajuće temperature i pH, i drugi pokazatelji kultivacije režima.

U savremenim uslovima proizvodnje osigurava maksimalno smanjenje troškova droga intenziviranje svih faza procesa i, iznad svega, povećanje efikasnosti u prvoj fazi - biosinteze antibiotika supstance.

Da bi se to učiniti:
a) uvođenje najviše visoko produktivne sojeva mikroorganizama - proizvođač antibiotika;
b) uspostavljanje i održavanje najpovoljnije uvjete za razvoj antibiotika proizvodnju relativno jeftin medija;

c) široku upotrebu matematičkih metoda planiranja razvoja organizma i kompjuterske tehnologije u cilju optimizacije i simuliraju svoje uvjete uzgoja kako bi se osigurala maksimalna prinos antibiotika;

g) korištenje savremene opreme u svim fazama procesa s automatizirani uređajima kontrolom glavnih parametara organizma i antibiotik biosintetičkih koraka.

LV Timošenko, MV Chubik

Udio u društvenim mrežama:

Povezani