Microbiologie industrială. Producerea de metaboliți secundari

Video: Fiziologie a Plantelor. TLC (DV Vetoshkina)

conținut

Video: fiziologie a plantelor. tlc (dv vetoshkina)
Producția de antibiotice
Clasificarea antibioticelor
Principalele etape ale producției industriale de antibiotice

metaboliti secundari (idiolity) - compuși cu greutate moleculară mică, care nu sunt necesare în faza de creștere a culturii pure, dar acestea sunt necesare pentru funcționarea populației mature. Adesea, ele au un rol protector în competiția cu alte microorganisme. Acestea includ antibiotice, alcaloizi, hormoni de creștere a plantelor, toxine.

producția de antibiotice

Antibioticele numite deșeuri organism, au un efect antibacterian. Cele mai multe dintre antibioticele cunoscute în prezent sunt substanțe secretate de diferite tipuri de microorganisme - bacterii, drojdii, mucegaiuri, actinomicete. Antibioticele sunt de asemenea obținute din țesuturi animale și plante superioare (volatile).

Ideea de a folosi antagonismul dintre microorganisme (așa-numitele „antibiozei“) pentru a suprima microbi patogeni aparțin Mechnikov, a pus la sfârșitul secolului trecut, la începutul teoriei moderne a substanțelor medicamentoase microbi.

Pentru substanța antibiotic ar putea fi utilizate în practica medicală, necesită un set de mare activitate antibacteriană și absența acțiunii toxice în raport cu macroorganism. Din numărul mare de antibiotice selectate și a studiat această cerință esențială este îndeplinită foarte puțini compuși.

Punct de vedere chimic, antibioticele - substanțe sunt foarte diverse, cu toate că unele dintre ele sunt clase întregi cu structuri similare, de exemplu: peniciline, tetracicline, etc. S-a descoperit că substanțele de structură chimică similară, similară în caracter și acțiune .. Astfel, peniciline acționează asupra peretelui celular al bacteriilor și inhibă sinteza. Pentru un timp bacteriile se multiplica mai mult, dar căreia îi lipsește peretele celular, va muri în curând.

streptomicina antibiotic, care pătrunde în celula germinative atinge ribozomi (locuri de sinteza de proteine) și blochează activitatea acestora.

Acetinomicină actioneaza asupra moleculei de ADN ca rezultat devine sinteza imposibil de ARN mesager, ribozomii pentru a transporta „ordine“ de sinteza ADN-ului a proteinelor. Un efect similar al rifampicină și arată, deși într-un mod oarecum diferit: reduce activitatea polimerazei ARN și ARN nu poate forma.

Și molecule ADN acționează antitumoral antibiotic mitomicina C: contactarea-l ferm, previne sinteza ulterioară ADN.

In lovituri repetate ale moleculelor antibiotice microbului celula moare. Dacă antibioticul este administrat într-o cantitate insuficientă, celulele germinale sunt recuperate, iar microbul supraviețuiește și oferă rezistență (MDR), la acțiunea antibioticului descendenților.

Aceste exemple de acțiune a antibioticelor - este doar câteva cazuri de diverse efecte biochimice asupra microorganismelor.

Clasificarea antibioticelor

Printre principiile de bază ale clasificării antibioticelor, luați în considerare următoarele:
1. Clasificarea antibioticelor de origine biologică:
a) antibiotice produse de microorganisme care aparțin eubacteria;
b) antibiotice, formate de microorganisme aparținând ordinului Actinomycetals;
c) antibioticele formate prin cianobacterii;
g) antibiotice, formate de ciuperci imperfecte;
d) antibioticele formate de fungi aparținând claselor de basidia-mycetomas și Ascomycetes;
e) antibiotice formate licheni, alge și plante inferioare;

g) antibiotice, formate plante superioare;
antibiotice h) animale.

2. Clasificarea în spectrul de activități biologice:
a) antibiotice antibacteriene sunt inguste spectru, activ în principal împotriva organismelor gram-pozitive;
b) antibacteriene antibiotice cu spectru larg;
c) antibiotice anti;
g) antibiotice protivogribnye;
d) antibiotice antitumorale.

3. Clasificarea antibioticelor în funcție de structura chimică:
a) antibiotice structura aciclic;
b) antibiotice structura aliciclic;

c) tetraciclinele;
g) antibiotice aromatice;
d) antibiotice-chinone;
e) compus heterociclic care conține antibiotic-oxigen;
g) antibiotice, compus heterociclic care conține azot;
g) antibiotice, aminoglicozide;
i) antibiotice conținând metal.

Principalele etape ale producției industriale de antibiotice

După stabilirea proprietăților terapeutice ridicate ale primului antibiotic - penicilina a apărut imediat problema organizării producției sale în cantități mari. În prima etapă a producției industriale de acest medicament a fost un personaj primitiv, neprofitabilă punct de vedere economic. Cultivarea a fost realizată pentru producerea de mediu antibiotic în recipiente mici, cu cultivarea suprafeței de fungi.

Procesul de dezvoltare a ciupercii a durat 8-10 zile. Această metodă de cultivare a ciupercii la o cheltuială mare de muncă a dat randamente foarte scăzute de antibiotic, iar costul preparatului a fost foarte mare, respectiv. Ca rezultat al căilor de căutare metoda cea mai rațională a producției de antibiotic a fost prevăzută o metodă de cultivare submersă a ciupercii în containere speciale, fermentatoare cu agitare și aer barbotare mediul lichid.

producția industrială modernă a antibioticelor - este un circuit complex multipas biotehnologie constând dintr-o serie de etape succesive:

1. etapele de biosinteză (formarea) de antibiotic. Aceasta etapa biologică principală a procesului complex de producere a substanței antibiotice. Principala sarcină în acest stadiu - pentru a crea condiții optime pentru dezvoltarea de producători și cât mai mult posibil biosinteza antibiotic.

pas de înaltă performanță depinde de nivelul activității biosintetice antibiotică producerii, deoarece valoarea sa de acumulare maximă de medii pentru cultivarea organismului, inclusiv costul precursorului aplicat și consumul total de energie pentru procesele asociate dezvoltării substanței producătoare de antibiotic.

Etapa 2. pretratare a fluidului de cultură, celulele (miceliu) și filtrarea microorganismelor (separarea lichidului de cultură de la producerea de biomasă). pas Eficacitatea este determinată în mare măsură de compoziția producătoare de antibiotic mediu de creștere, tipul său de creștere, locul acumulării principale de substanțe biologic active (în lichidul de cultură sau intracelulare).

Etapa 3. Izolarea și purificarea antibiotic. In acest stadiu, în funcție de proprietățile de antibiotic, structura sa chimică și principalele locuri de acumulare a substanțelor antibiotice folosind diverse metode de izolare și purificare. Ca metode de bază sunt utilizate prin extracția, precipitarea, adsorbție pe materiale schimbătoare de ioni, evaporare, uscare. Caracteristica acestui pas proces este determinat care se ocupă cu concentrații mici (~ 1%) într-o soluție de antibiotic care trebuie tratat, în timp ce în etapele ulterioare concentrația crește până la 20-30%, în prima etapă de lucru. Toate acestea necesită utilizarea de diferite capacități și volume de reactivi utilizați.

4. Etapele produsului finit, fabricarea formelor de dozare, ambalare. pas caracteristică definite cerințe foarte ridicate la calitatea produsului final. În cazul fabricării antibioticelor destinate preparatelor injectabile trebuie sterilnymi- obținerea unor astfel de medicamente antibiotice, prepararea diferitelor forme de dozare, dozare (ambalaj), și ambalarea trebuie efectuate în condiții aseptice.

Pentru un randament maxim de antibiotic utilizat în timpul cultivării măsurilor complexe de producători, inclusiv selectarea celei mai favorabile pentru aceste condiții scopuri organism de cultură media și de cultivare. Acest întreg set de măsuri incluse în conceptul de „biosinteza controlat.“

Intr-un mediu industrial biosinteză controlat necesită respectarea strictă a procesului ca în etapa de preparare a inoculului, iar pasul biosintetice. La etapa de preparare a inoculului să acorde o atenție deosebită compoziției mediului în care organismul este crescut la vârsta de celule sau miceliu. In etapa de biosinteză, cu excepția compoziția mediului, joacă un rol important rată de consum a anumitor componente, precursori, procesul de aerare cultura reglementare, menținerea temperaturii adecvate și a pH-ului, precum și regimul de cultură alți indicatori.

În condiții moderne de producție se asigură reducerea la maximum a costurilor de droguri prin intensificarea tuturor etapelor procesului și, mai presus de toate, creșterea eficienței primei etape - biosinteza substanței antibiotice.

Pentru a face acest lucru:
a) introducerea celor mai înalt productive tulpini de microorganisme - producători de antibiotice;
b) stabilirea și menținerea celor mai favorabile condiții pentru dezvoltarea antibioticului producătoare media relativ ieftină;

c) utilizarea pe scară largă a metodelor matematice de planificare a dezvoltării organismului și a tehnologiei de calculator pentru a optimiza și simulează condițiile de cultivare pentru a asigura randamentul maxim al antibioticului;

g) utilizarea de echipamente moderne, în toate etapele procesului, cu dispozitive automate prin controlul parametrilor principali ai organismului și etapele biosintetice antibiotice.

LV Timoșenko, MV Chubik

Distribuiți pe rețelele sociale:

înrudit