Proizvodnja sekundarnih metabolitov: Priprava različnih zdravil

Video: Mednarodno leto naravna vlakna

Vsebina

Video: mednarodno leto naravna vlakna
Polsintetično postopek za pripravo peniciline
Kako cefalosporine
Kako tetraciklini
Proizvodnja antibiotikov, makrolidov

Polsintetično Postopek za pripravo peniciline

Trenutno velik pomen je tako imenovani polsintetski (biološkega + kemični) Postopek za pripravo analoge naravnega penicilina, imajo številne dragocene lastnosti. Izhodni material, uporabljen za sintezo 6-aminopenicilanske kisline (6-APA)

Kislina dobimo kot rezultat biosinteze, razvoj plesni seva Penicillium chrysogenum, v določenih pogojih kulture (v odsotnosti prekurzorjev mediju) ali več pogosteje encimatsko deacilacijo benzilpenicilina s penicilin acilazo. To tvori 6-APA in fenilocetne kisline.

Aciliranje amino skupine 6-APA dobimo vrsto novih polsintetični antibiotikov, odpornost želodčne kisline, ki ni izpostavljena degradacije v telesu penicilinaze, imajo širši spekter delovanja:

Aciliranje amino skupine 6-APA dobimo vrsto novih polsintetični antibiotikov, odpornost želodčne kisline, ki ni izpostavljena degradacije v telesu penicilinaze, imajo širši spekter aktivnosti

Tabela. 4.1 prikazuje najbolj polsintetično peniciline.

Kemična sinteza naravnega penicilina je bila izvedena leta 1957, George. Shen in sodelavci, vendar je bil večfazni, je dal nizek donos penicilina in zato ni bilo mogoče najti praktično uporabo.

Tabela 4.1. polsintetične penicilini

Kako cefalosporine

Cefalosporini pripada skupini R-laktamskih antibiotikov v zgradbi podobni penicilinu. Glavni proizvajalci ta antibiotik - gob Cepholosporium Acremonium:

Glavni proizvajalci te antibiotike - gobova Cepholosporium Acremonium

Cefalosporin zavira razvoj gram-pozitivne in gram-negativne bakterije, ki pa antibiotično aktivnost je veliko nižja kot pri penicilin. Struktura P-laktamskega obroča, kot je nestabilna in hidrolizirani cefalosporinaze encim.

Polsintetične cefalosporinskih analogi kratkim mešani Postopek (kemijske in biološke), pridobljeni s sintezo velikega števila cefalosporinskih analogov. Mnoge od teh spojin so zelo praktični pomen.

Osnova je semisintezi cefalosporin 7-amino cefalosporanske kisline, ki ga dobimo s cepitvijo acilni ostanek cefalosporin C acilazo encima. Sprememba osnovnega jedra cefalosporin lahko pride na obeh straneh molekule:

Sprememba osnovnega jedra cefalosporin lahko pride na obeh straneh molekule

Kemijsko ali biotehnološko (encimatsko) z desno acetoksi (-OSOSN3) 7-aminocefalosporanske kisline odcepimo, da dobimo 7-aminodeatsetoksitsefalosporanovoy kisline in sintetiziramo na podstavek polsintetični antibiotikov se pogosto uporablja v medicinski praksi.

Splošna formula polsintetični cefalosporin

Splošna formula polsintetični cefalosporin

Tabela. 4.2 kaže nekaj zdravil, ki izhajajo iz pol-sintetičnih cefalosporine.

Tabela 4.2. Nekatera zdravila izhaja polsintetičen cefalosporin

Sprememba cefalosporin molekula vodi do znatnih sprememb antimikrobne lastnosti: razširitev spektra antimikrobne aktivnosti, povečanje odpornosti na antibiotike-laktamske poslanca, povečati lipofilne snovi, ki omogoča njihovo uporabo v tabletah.

Priprava streptomicin izgovarja sposobnosti za proizvodnjo antibiotične snovi imajo poleg plesni in bakterije, ray gliv in tudi - aktinomicet običajno naseljujejo zemljo. Relativno hitro smrt za večino patogenih mikrobov v stiku s tlemi, je tesno povezana s pojavom antagonizem aktinomicete in bakterij.

Študija tega pojava je privedlo do odkritja leta 1943 S. Waxman oglasov po penicilinskih antibiotikov - streptomicin odporen ne samo na gram-pozitivne, Gram-negativne, ampak tudi, in kislinsko odporne bakterije:

Študija tega pojava je privedlo do odkritja leta 1943 S. Waxman oglasov po penicilinskih antibiotikov - streptomicin odporen ne le grampozitivna, gram-negativne, ampak tudi in acido-bakterije

V tem smislu, da je boljše, da penicilin, kar je skoraj neaktivna v zadnjih dveh skupinah patogenov. Še posebej pomembna lastnost streptomicina je visoka aktivnost v tuberkulozi patogena.

V struktura streptomicin obsega (a) N-metil-D-glukozamin, (b) - streptozu in (c) - streptidin in močne organske baze. V praksi ob uporabi njihove soli s kislino (klorovodikove kisline, žveplove kisline, itd).

Ko kultivirali streptomicin kot vir energije hitro zahteva nepresnovljivega sladkor (npr glukoze), ki je uveden v zgodnji fazi. Vendar pa je stopnja asimilacije je treba nujno omejena s količino dušika in fosfat prisoten, ki sicer vodi do prekomerne rasti micelija in znižanem antibiotike dobitkom.

V praksi je dušik injiciramo v obliki kompleksnih spojin (filtrata usedlina pri destilaciji melase in ostankov iz oljne), ki je za dolgotrajen postopek fermentacije počasi razgrajujejo, ki sprošča amoniak dušika, pH 7,0-8,0, temperatura fermentacije je ~ 28,5 C. streptomicin nobenega vpliva niti pennitsilaza niti najbolj mikroorganizmov- če poznejših fazah okužbe pride do kulture, je za posledico streptomicin ni uničena.

Tipična industrijsko okolje predstavlja zmes 2,5% -tega glukoze, 4% sojine moke z nizko vsebnostjo olja, 0.5% th usedlina pri destilaciji melase in 0,25% natrijevega -tega solitons v nekaterih primerih dodamo suhi kvas, mesnih ekstraktov in koruza strma alkoholnih pijač. Postopek fermentacije lahko uporabimo olje in maščobnih kislin (kot hranilo ali kot protipenil). Postopek fermentacije je razvit na enak način kot pri proizvodnji penicilina in streptomicin postavitev v prvih treh dneh ni prišlo. 6 dni streptomicin koncentracija doseže končno vrednost - 0,8%.

Ker je micelij veliko manjša, ne more biti zberejo na filtru vlakna, tako da bi se zmanjšalo podlago z diatomejsko zemljo zaradi česar se filtriramo masa primerna za krmljenje živali. Substrat je razdeljena na ionske izmenjevalne kolone.

Kako tetraciklini

Leta 1948, od tal je bila dodeljena novo vrsto aktinomicet -Streptomyces aureofaciens, ki tvorijo antibiotike - klortetraciklina, tetraciklin in drugih snovi:

Kot je bilo ugotovljeno, ti antibiotiki imajo antibiotično aktivnost proti Gram-pozitivnih in Gram-negativne bakterije, rikecijami, spirohete, klamidije in t široko. D. Uporabljajo se v kmetijstvu kot stimulatorjev rasti živali in ptic.

Klortetraciklin bil prvi izbranega tetraciklin. Glede na lističev lastnosti na različnih ogljikovih hidratov, se lahko uporablja kot vir energije, vendar pa je za industrijsko proizvodnjo so v interesu samo saharoza, škrob in glukoze. Najvišji dobitki antibiotika, dosežene z omejitvijo vsebnosti anorganskega dušika v mediju in jo nadomestili s kompleksnimi snovi biološkega izvora (semena moke, zemeljskih oreškov, kopre - kokosova jedra).

V sredo, v mnogih primerih, dodamo krvno moko, ribjo moko in hidroliziran kazein. V omejenih koncentracijah uporablja koruzne namakalne tekočine in stillage z določeno vsebnostjo fosfatov. Vsebnost fosfatov je pomemben dejavnik, dokler bo vse anorganski fosfat popolnoma pretvori v nukleinske kisline in drugih produktov metabolizma, tvorba tetraciklin ne pride. Tudi v mediju zahteva prisotnost kationov elementov v sledovih (Co, Cu, Zn, Mn, Fe).

Približna sestava hranil medijev škroba (žito in zmeljemo v nabreknjenem stanju) 2-5% saharoze (kot sladkor ali sladkorne pese melase) 1-3%, moka iz oljnih semen (odpadki z nizko vsebnostjo maščob arašidi ali soja) 1- 3%, meso odpadki (kri ali mesna moka) 0,2-0,5%, koruzno namakalno tekočino 0,2-1,0%, 0,1-0,5% amonijeve soli, apno 0,5% kuhinjske soli 0,1-0,5%, v sledovih soli.

Za fermentacijo je zaželeno uporabiti fermentorjev iz nerjavečega jekla ali drugega odpornega materiala. Za štiri dni, medtem ko postopek traja, mora medij biti gazirana. Končna vrednost Dobitek produkta je blizu 1%. Zdravilo lahko oborimo z dodajanjem apna na pH 8,8. Nato zmes prefiltriramo na filtrsko stiskalnico, ekstrahiramo z razredčeno kislino in očistili s frakcijsko obarjanjem: po morebitnem prekristalizaciji da dobimo produkt s 98% -no čistoto.

Oksitetraciklin je bil prvič izdelan leta 1950, ki ga kultiviranje aktinomicet Streptomyces rimosus. Mediji in fermentacijski pogoji, podobni tistim v proizvodnji klortetraciklina, razen, da je, kot se je vir dušika lahko uporabljajo nitrati in koruza strma alkoholnih pijač.

Oksitetraciklin tvori netopno kompleks z kvartarne amonijeve soli, in ta kompleks je mogoče zlahka ločiti od podlage, po katerih se je mehčati klorovodikovo kislino in nato kristalizira kot soli ocetne kisline. Kot drugi tetraciklinov, se zdravilo sprosti predvsem v obliki tablet ali suspenzij.

Tetraciklin dobimo po klortetraciklina in oksitetraciklina, skoraj istočasno tako z usmerjenim fermentacijo z izbranih sevov Streptomyces aureofaciens pod nizko vsebnost klorida v mediju, in s katalitskim klortetraciklina znižanja.

Postopek uporablja številne smerne fermentacijskih organizmov, vključno s Streptomyces vicidifaciens, pri čemer lahko nastalo sev v ustreznem mediju dajejo velike donose tetraciklin ali enakih količin tetraciklini in klortetraciklina proporcionalna s količino klorovih ionov prisotnih. V primerih, ko je to potrebno, da se prepreči nastanek klortetraciklina, vsebnost klorida v mediju ne sme preseči 17 ur. / Mn.

Če je treba uporabiti kot glavni substrat sestavnega kompleksnih bioloških snovi v industrijskem okolju nadzorovati raven kloridni obstajata dva načina:
1), da odstranimo večino klorida, manjkajočih komponent, kot so surovi sladkor in koruzni ekstrakt skozi ionsko izmenjalno smolo. Ta metoda je zelo učinkovita, kadar se uporabljajo za razredčenje raztopine;

2) uvedena v okolje snovi, ki upočasni recikliranja klorid, kot bromidi. Ugotovljeno je bilo, da v koncentraciji 10-350 ur. / Mn., Brom ioni praktično zavirajo nastajanje klortetraciklina, tudi v prisotnosti kloridnih ionov pri koncentraciji 1500 ppm. / Mn. V praksi uporabimo natrijev bromid (5%).

Proizvodnja antibiotikov, makrolidov

Velika skupina antibiotikov (eritromicina, oleandomicina, itd), ki vsebuje v svoji strukturi makrociklični lakton del, ki jih proizvajajo različni sevi Streptomyces., Predstavljajo tako imenovane makrolide.

Najbolj znan predstavnik te skupine je eritromicin, ki je Antibakterijski spekter delovanja podoben penicilinu in se uporablja za zdravljenje bolnikov z preobčutljivosti na penicilin in tetraciklin.

Najbolj znan predstavnik te skupine je eritromicin, ki je Antibakterijski spekter delovanja podoben penicilinu in se uporablja za zdravljenje bolnikov z preobčutljivosti na penicilin in tetraciklin

Kultiviranje proizvodnjo eritromicin traja 150 ur pri pH ~ 7 do medija, pripravljenega na osnovi škroba, sojine moke, masla, koruzni namakalne tekočine, suhi kvas in apna. Kulturo brozgo smo filtrirali skozi celit in antibiotik ekstrahirali z amil acetat. Značilno je, da smo filtrat kulture in topilo skozi mešalnik, nameščenega v sistemu, in nato skozi običajen centrifugi. Antibiotik lahko razredčimo z pufrske raztopine, acetonu in oborimo z natrijevim kloridom, in končno kristalizira iz raztopine z acetonom.

Razširjena in uspešna uporaba antibiotikov v medicini je privedlo do njihove uporabe na drugih področjih, vključno z:
- v veterinarski medicini (za iste namene kot v medicini);
- za boj proti nekaterim boleznim bakterijskega in glivično porekla rastlin;
- kot dodatek k živalski krmi, kot so pospešili rast in povečati konverzijo krme v meso;
- kot konzervansi v pokvarljivega blaga;
- za zatiranje bakterijske flore v izvajanje različnih procesov v proizvodnji cepiv.

Znanost antibiotikov še naprej hitro razvija. Po eni strani se nadaljuje iskanje novega, bolj učinkovitega biotehnologije na področju drog, vključno z Imunostimulacijski, protitumorsko, protivirusno ukrepanje, na drugi strani pa delo razširili s kemično sintezo derivatov teh snovi, in kemično modifikacijo naravnih antibiotikov.

Delo se nadaljuje z razvojem novih in izboljšanje obstoječih postopkov na področju biotehnologije za uvedbo okolju prijaznih tehnologij za obdelavo odpadkov brez.

Razvoj raziskav na tem področju in njihovo izvajanje v praksi je eden izmed najbolj obetavnih naravoslovne sekcije.

LV Timoshenko, MV Chubik

Zdieľať na sociálnych sieťach:

Príbuzný