Главная страница | Контакты | Случайная страница Автомобили Астрономия Биология География Дом и сад Другие языки Другое Информатика История Культура Литература Логика Математика Медицина Металлургия Механика Образование Охрана труда Педагогика Политика Право Психология Религия Риторика Социология Спорт Строительство Технология Туризм Физика Философия Финансы Химия Черчение Экология Экономика Электроника

Схема технологии производства пенициллина как пример промышленного получения антибиотиков.

Технологический процесс производства антибиотиков представлен на рисунке.

Биосинтез антибиотика осуществляется микроорганизмами на опре­делённом этапе их развития. Эта закономерность характерна для бакте­рий, мицелиальных грибов (Penicillium chrysogenum, Aspergillus fumigatus и др.) и для большинства актиномицетов, образующих такие анти­биотики, как стрептомицин, хлортетрациклин, окситетрациклин и дру­гие. Максимально высокую активность штамма-продуцента способна обеспечить технология рекомбинантных ДНК, так как можно создавать новые антибиотики с уникальной структурой, оказывающие более мощное воздействие на определенные микроорганизмы и обладающие минимальными побочными эффектами. Генно-инженерные подходы используются для увеличения выхода антибиотиков и соответственно снижения стоимости их производства.

При проведении первой стадии технологического процесса (рис. 5) применяют натуральные среды неопределенного состава, к числу кото­рых относят продукты крахмалопаточного производства, агар, желатин, отруби, зерно. Композиция натуральных сред неопределенного состава не является постоянной. Например, агар, получаемый из разных видов морских водорослей, по химическому составу — сложный эфирный комплекс полисахарида с серной кислотой и разнообразными микроэле­ментами. Агар содержит также жирные кислоты, биотин, тиамин или его компоненты. В картофельной среде с глюкозой и пептоном, при одной и той же партии пептона и химически чистой глюкозы, состав карто­фельного экстракта зависит от сорта картофеля, места его произраста­ния, времени уборки, срока и режима хранения и других причин. По­этому для получения сопоставимых результатов, особенно при изуче­нии физиологических и биохимических особенностей микроорганизма, применяют синтетические среды, в состав которых входят определен­ные химически чистые соединения, взятые в точно указанных концен­трациях.

Задача второй стадии - создать оптимальные условия для развития продуцента и максимально возможного биосинтеза необходимого анти­биотика. Особенность производства антибиотиков - двухфазный ха­рактер развития продуцентов. В первой фазе развития культуры, но­сящей название тропофазы (фазы сбалансированного роста микроорга­низма), идет интенсивное накопление биомассы продуцента. Продуцент синтезирует белки, нуклеиновые кислоты, углеводы, ферменты, и дру­гие БАВ, необходимые для роста микроорганизма; наблюдается бы­строе потребление основных компонентов субстрата, интенсивное по­глощение кислорода. В культуральной среде может снижаться рН, как результат накопления органических кислот. В тропофазе антибиотик, как правило, не образуется или его количество незначительное. Воз­можно, в этой фазе синтез ферментов, принимающих участие в образо­вании антибиотика, подавлен. Во второй фазе — идиофазе (фазе несба­лансированного роста микроорганизма) - накопление биомассы замед­лено. Культуральная среда уже обеднена компонентами, необходимыми для развития продуцента и обогащена продуктами его жизнедеятельно­сти. В культуре преобладают протеолитические процессы, приводящие к её подщелачиванию. Продукты метаболизма микроорганизма частич­но используются на построение клеток мицелия, частично - на синтез антибиотика. Максимум биосинтеза антибиотика в культуральной среде наступает, как правило, после максимального накопления биомассы, этот максимум неодинаков у разных микроорганизмов и при разных условиях культивирования.

Практика промышленной микробиологии показывает, что процесс получения того или иного продукта жизнедеятельности активнее идет в смешанных культурах, при совместном развитии нескольких видов (чаще двух) микроорганизмов. Совместным культивированием специ­ально подобранных микроорганизмов создают условия, при которых значительно увеличивается образование антибиотиков, как результат активации ряда биохимических процессов. В смешанных культурах ферментативная реакция служит ответом на проявление определенных антагонистических взаимоотношений. При совместном культивирова­нии различных микробов могут возникать своеобразные гибриды этих организмов, обладающие иными свойствами по сравнению с исходны­ми чистыми культурами.