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

БИОТЕХНОЛОГИЯ

Нужно сказать, что одной из отраслей, которая гармонично влилась в отмеченный выше поток технологической революции, является фармацевтика. К препаратам, в производстве которых применяется биотехнология, относятся, в частности:

Ø природные / полусинтетические антибиотики, способные подавлять рост живых клеток, а именно: ингибиторы биосинтеза клеточной клетки (пенициллины, цефалоспорины, цефамицины и т.п.), ингибиторы синтеза РНК на уровне РНК-полимеразы и метаболизма фолиевой кислоты (рифампицины), ингибиторы синтеза РНК на уровне ДНК-матрицы (актиномицины), ингибиторы синтеза ДНК на уровне ДНК-матрицы (антрациклины, нитрофураны, митомицин С, налидиксовая кислота), нарушители молекулярной организации и функций клеточных мембран (полиены, полимиксины), подавители синтеза белка на уровне рибосом (фузидин, макролиды, левомицетин, тетрациклины);

Ø стероидные гормоны (характеризуются противовоспалительными, противораковыми, анаболическими, контрацептивными свойствами), соматостатин (один из гормонов гипоталамуса), инсулин (гормон пептидной природы), соматотропин (разновидность гормона передней доли гипофиза) и иные гормоны;

Ø моно- и комплексные лекарства на основе аминокислот, в том числе: глицин (оказывает ноотропный и седативный эффекты), глутамин (участвует в формировании высших психических функций), метионин (выполняет в биохимических реакциях роль донора метильной группы), раверон (нормализует обмен веществ в предстательной железе), румалон (коррелирует метаболизм костно-хрящевой ткани), тимоген (обладает иммуностимулирующими свойствами), церебролизин (регулирует регенерационные процессы головного мозга), цистеин (борется с помутнением глазного хрусталика), эмбриобласт (усиливает процессы метаболизма) и др. [4];

Ø водорастворимые (B₁, B₂, B₃, B₅, B₆, B₁₂, C) и жирорастворимые (A, D, E, K) витамины, имеющие высокую биологическую ценность и служащие активным биокатализатором метаболических процессов в организме;

Ø оптимизирующие микробиологический статус пробиотики, включающие в себя бифидо- и молочнокислые бактерии, лактобациллы, некоторые штаммы энтерококков;

Ø ферменты (энзимы), участвующие в биохимических реакциях внутри и вне живых организмов, которые, в зависимости от типа катализируемых реакций, подразделяются на следующие базовые классы: оксидоредуктазы (катализаторы окислительно-восстановительных реакций), трансферазы (катализаторы переноса химических групп с одной молекулы на другую), гидролазы (катализаторы гидролиза химических связей), лиазы (катализаторы реакций соединения или расщепления молекул), изомеразы (катализаторы разного рода изменений в пределах одной молекулы), лигазы (катализаторы образования связей в реакции конденсации двух различных соединений с помощью энергии АТФ — аденозинтрифосфата);

Ø вакцины (в частности, получаемые за счёт технологии рекомбинантных ДНК), усиливающие защитные функции иммунной системы к деструктивным микроорганизмам и патогенным вирусам [5];

Ø рекомбинантный и лейкоцитарный интерферон для лечения вирусных гепатитов и т. д.

Культивирование. Способы.

Создание любого микробиологического производства требует проведения предварительных лабораторных исследований. Они заключаются в поиске продуцентов, всестороннем изучении их свойств и оптимизации способов культивирования. Следующим этапом является масштабирование процесса и испытание его в промышленных условиях. При этом происходит постепенный переход от культивирования микроорганизмов в колбах к выращиванию в лабораторных ферментерах и затем – в промышленных установках большого объема. На таком заводе всегда функционирует микробиологическая лаборатория, сотрудники которой постоянно следят за состоянием микроорганизма-продуцента, способного видоизменяться в процессе производства и хранения. Они контролируют отсутствие посторонних микроорганизмов и бактериофагов, создают условия для поддержания высокой активности продуцента, следят за расщеплением продуцента на диссоциативные варианты, проводят периодические рассевы, отбирая высокопродуктивные колонии микроорганизма.

Микробиологические производства постоянно совершенствуются.

I. Одним из путей является применение мутантных и генно-инженерных продуцентов. Например, для получения промежуточных соединений различных циклов (ЦТК) используют регуляторные мутанты, что позволяет накапливать органические и аминокислоты. Путем введения определенных генов в микробную клетку микроорганизмы могут быть превращены в продуцентов, производящих в сверхколичествах уникальные вещества с заданными свойствами (высокотермостабильные ферменты, искусственно сконструированные пептиды и белки, человеческие терапевтические агенты – инсулин, интерферон, эпидермальный фактор роста, поверхностный антиген вируса гепатита В и т.д.).

II. Для получения новых свойств у ряда продуцентов (дрожжей, плесневых грибов, стрептомицетов, лактококков) применяют метод «слияния протопластов». Для этого ферментативно удаляют клеточную стенку и частично растворяют ЦПМ под действием полиэтиленгликоля, что позволяет протопластам двух штаммов соединиться. В этих условиях их генетический материал подвергается рекомбинации, в результате полученный продуцент после регенерации клеточной стенки будет обладать новыми свойствами. Такие микроорганизмы менее стабильны, чем «дикие», поэтому необходимо применять соответствующие методы сохранения их активности. Из относительно новых способов хранения можно назвать лиофилизацию и хранение под жидким азотом.

III. Еще один технологический прием – это иммобилизация(закрепление)клеток и/или ферментов на (в) твердом носителе. В зависимости от природы носителя и механизма прикрепления иммобилизация бывает нескольких видов. При иммобилизации не только изменяется пространственное положение продуцента для удобства работы с ним, но и происходят значительные преобразования его жизнедеятельности за счет изменения свойств поверхностных структур клетки (в частности, ЦПМ) и образования новой поверхности раздела фаз. Примеры некоторых производственных процессов, основанных на использовании закрепленных клеток, приведены в таблице.