Реферат на тему Стадии биосинтеза антибиотиков

712

В свое время Ваксманом антибиотики были отнесены к лабораторным продуктам, которые образуются чистыми культурами штаммов-продуцентов. Для их роста требуется богатый питательный субстрат и хорошая аэрация. В почве, как известно, нет чистых культур. То есть можно сделать вывод, что на выделение антибиотиков микроорганизмами влияет наличие в среде питательных веществ и их концентрация.

Синтез микроорганизмами антибиотика происходит на определенном этапе их развития, что является характерной чертой для актиномицетов, бактерий и мицелиальных грибов. Существует такая технология, позволяющая добиться от продуцента максимально высокой активности. Она носит название "технология рекомбинантных ДНК". С помощью этой технологии возможно создание новых антибиотиков, которые будут более эффективными по отношению к патогенам, но менее токсичными для организма пациента. Методы генной инженерии применяются для повышения секреции антибиотиков, что в свою очередь снижает стоимость его производства.

Первой стадией микробиологического синтеза антибиотиков является выделение штамма-продуцента из природных условий, его селекция и, в итоге, получение высокопродуктивного продуцента.

Основным местом обитания природных штаммов-продуцентов антибиотиков является почва. Следовательно, для их выделения берут почву, высушивают ее и высевают на питательную среду, которая может быть как натуральной, так и синтетической. К натуральным средам можно отнести отруби, агар, зерно и др. Из-за неопределенного состава их композиция не постоянна, поэтому предпочтительнее использовать синтетические питательные среды с точным химическим составом, с помощь которых можно будет определить с достаточной точностью биохимические и физиологические особенности микроорганизма.

Например, для выделения актиномицетов применяются синтетические питательные среды. Они в своем составе содержат крахмал, глицерин и нитратные соли, которые являются источниками углерода и азота соответственно. На таких средах бактерии не растут, а грибы присутствуют в малом количестве. Однако возможна стимуляция роста грибов путем подкисления среды до уровня рН около 4-4,5. Для выделения актиномицетов можно использовать среду Чапека и агаризованную почвенную вытяжку.

Во второй стадии имеет место создание условий для того, чтобы продуцент хорошо развивался и синтезировал наибольшее количество антибиотика. Следует учесть, что характерной особенностью в синтезе антибиотиков является то, что развитие продуцента имеет две фазы:

1. Тропофазу (первая фаза);

2. Идиофазу (вторая фаза).

Для первой фазы характерно интенсивное накопление биомассы продуцента. В ней происходит синтез микроорганизмами первичных метаболитов (нуклеиновых кислот, белков, углеводов, ферментов и т.д.), которые являются необходимыми для их роста. Так же в этой фазе происходит быстрое потребление питательных веществ, которые содержатся в субстрате, и интенсивное потребление кислорода. Из-за накопления в культуральной жидкости органических кислот возможно понижение ее уровня рН. На данной стадии синтеза антибиотика обычно не происходит. Одной из возможных причин этого может быть ингибирование синтеза ферментов, необходимых для образования антибиотика.

Во второй фазе происходит замедление накопления биомассы продуцента. Культуральная среда характеризуется наличием в ней большого количества продуктов метаболизма микроорганизмов и низким содержанием питательных веществ. В ней наблюдается протеолиз, в результате чего уровень рН сдвигается в щелочную сторону. Частично продукты обмена микроорганизмов идут на построение клеток мицелия, а частично – на синтез антибиотика. В зависимости от условий культивирования и специфики микроорганизмов максимум секреции антибиотика наступает сразу после накопления наибольшей биомассы.

В промышленной микробиологии в последнее время приобрело популярность культивирование штамма-продуцента в смешанной культуре, что означает совместное развитие продуцента и других специально подобранных микроорганизмов. Это выгодно по ряду причин:

1. Повышается секреция антибиотика из-за активации некоторых биохимических процессов;

2. Существует вероятность возникновения гибридов, которые будут обладать новыми полезными свойствами.

Третья стадия производства антибиотиков – его выделение, очистка – начинается после того, как концентрация антибиотика достигает того значения, при котором рост продуцента прекращается.

Из культуральной жидкости выделение антибиотиков осуществляется с помощью следующих методов:

• экстракции органическими растворителями;

• осаждения;

• адсорбции.

Очистка антибиотиков производится:

• путем повторной замены растворителя;

• методов адсорбционной хроматографии;

• методами высокоэффективной жидкостной хроматографии.

На четвертой стадии происходит стабилизация и фасовка препарата. Стабильность и активность антибиотика определяют чистота препарата, его влажность, рН и ряд других свойств.

Очень важным условием при производстве антибиотиков является строгое соблюдение технологических норм и предписаний, то есть все стадии должны происходить в условиях полной асептики.

Нельзя не отметить широкое внедрение антибиотиков в различные отрасли. Сегодня без них сложно представить медицину. Ежегодно антибиотики спасают жизнь миллионам людей. Эти продукты микробного, растительного… синтеза нашли применение и в пищевой промышленности, например, они используются в качестве консервантов скоропортящейся продукции. Известно не менее чем о 6 тыс. антибиотиков. К сожалению, из них имеют практическую значимость всего пару процентов.

Если вы ищите реферат на заказ по этой теме. то рекомендуем вам сайт stydend.ru, где можно найти уже готовые рефераты или заказать новый уникальный реферат за 500 руб.

Поделиться в соц. сетях

Опубликовать в Google Buzz
Опубликовать в Google Plus
Опубликовать в LiveJournal
Опубликовать в Мой Мир
Опубликовать в Одноклассники