Антибиотики и ферменты

Биотехнология
Биотехноло́гия — дисциплина, изучающая возможности использования живых организмов, их систем или продуктов их жизнедеятельности для решения технологических задач, а также возможности создания живых организмов с необходимыми свойствами методом генной инженерии.

Технология производства медицинских препаратов

Антибиотики
Антибиотики - самый большой класс фармацевтических препаратов, которые синтезируются микроорганизмами. Некоторые из антибиотиков используют в сельском хозяйстве против различных сельскохозяйственных вредителей, другие - в медицинских целях.
Технология получения антибиотиков
1) Стадия биосинтеза антибиотика. Это основная биологическая стадия сложного процесса получения антибиотического вещества. Главная задача на этой стадии -- создание оптимальных условий для развития продуцента и максимально возможного биосинтеза антибиотика.
2) Стадия предварительной обработки культуральной жидкости, клеток (мицелия) микроорганизма и фильтрации. Эффективность стадии во многом определяется составом среды для выращивания продуцента антибиотика, характером его роста, местом основного накопления биологически активного вещества (в культуральной жидкости или внутриклеточно).
3) Стадия выделения и очистки антибиотика. На этой стадии в зависимости от свойств антибиотика, его химического строения и основного места накопления антибиотического вещества применяются различные методы выделения и очистки. В качестве основных методов используются следующие: экстракция, осаждение, сорбция на ионообменных материалах, упаривание, сушка.
4) Стадия получения готовой продукции, изготовление лекарственных форм, расфасовка. Особенность стадии определяется очень высокими требованиями к качеству конечного продукта. При химической очистке антибиотических веществ необходимо соблюдать высокую чистоту помещений, оборудования, проводить систематическую дезинфекцию их. В случае выпуска антибиотиков, предназначенных для инъекций, препараты должны быть стерильными: получение таких антибиотических препаратов, приготовление различных лекарственных форм, дозировка и упаковка должны осуществляться в асептических условиях.

Ферменты
Ферменты (энзимы) (от лат. fermentum - закваска) - это белки, выполняющие роль катализаторов в живых организмах. Основные функции ферментов - ускорять превращение веществ, поступающих в организм и образующихся при метаболизме (для обновления клеточных структур, для обеспечения его энергией и др.), а также регулировать биохимические процессы (напр., реализацию генетической информации), в т.ч. в ответ на изменяющиеся условия.
Выделяют 6 основных классов ферментов:
I класс – Оксидоредуктазы
II класс – Трансферазы
III класс – Гидролазы
IV класс – Лиазы
V класс – Изомеразы
VI класс – Лигазы
Достоинства ферментов по сравнению с неорганическими катализаторами:
- нетоксичность,
- работают в мягких условиях, не требующих высоких температур и, следовательно, затрат топлива,
- используют доступное сырье (часто отходы), что выгодно с экономической и экологической точек зрения.
Ферменты по объёму производства занимают 3 место после аминокислот и антибиотиков.

Определение физиолого-биохимических свойств штамма–продуцента
Примечание: «+++» – интенсивный рост; «++» – умеренный; «+» – слабый; «–» – отсутствие роста

Рост штамма–продуцента при разных значениях NaCl
Примечание: «+++» – интенсивный рост; «++» – умеренный; «+» – слабый; «–» – отсутствие роста

Рост штамма–продуцента при разных значениях температуры
Примечание: «+++» – интенсивный рост; «++» – умеренный; «+» – слабый; «–» – отсутствие роста

Выделение микроорганизмов
Г+ палочки.
30 ºС
40 ºС
4 ºС
Г+ длинные, толстые палочки.
Г+ тонкие, укороченные палочки

Рост штамма–продуцента на разных средах
Примечание: «+++» – интенсивный рост; «++» – умеренный; «+» – слабый; «–» – от- сутствие роста

Рост штамма–продуцента на разных средах при разных способах культивирования

Фитостимулирующая активность штамма–продуцента
Количество проросших семян тест–растения
Фитостимулирующая активность штамма–продуцента

Получение антибиотиков и ферментов является важной задачей в биотехнологии, химии, медицине, генной и клеточной инженерии.