БИОЛОГИЧЕСКИЕ АГЕНТЫ В БИОТЕХНОЛОГИИ Лектор: доцент каф. БИОХ Тимощенко Л. В.
ЭЛЕМЕНТЫ, СЛАГАЮЩИЕ БИОТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ И БИОТЕХНОЛОГИИ биологический агент; субстрат; аппаратура; продукт. 2
Важнейшие группы биологических агентов, используемых в биотехнологических процессах: - Микроорганизмы, растительные и животные клетки - Вирусы - Компоненты клеток: мембраны, протопласты, митохондрии, ферменты - Внеклеточные продукты: ферменты, коферменты - Иммобилизованные клетки микроорганизмов, растений и животных; их компоненты и внеклеточные продукты 3
Клетки 1. Прокариоты 2. Эукариоты 3. Акариоты 4
АКАРИОТЫ Вирусы Фаги 5
ВАЖНЕЙШИЕ ТИПЫ КЛЕТОК Биологические агенты, используемые в биотехнологии, относятся к царству протистов, к которому относятся все живые существа с очень простой биологической классификацией по сравнению с растениями и животными. К царству протистов принадлежат все одноклеточные, а также многоклеточные организмы, построенные из клеток одного типа. В таблице показано деление царства протистов на таксоны (Таксономия – искусство биологической классификации). Таксоны различаются источником и способом получения питательных веществ, скоростями роста, способами воспроизводства и способностью к передвижению. 6
7
1. Биологический агент является активным началом в биологических процессах и одним из наиболее важных из элементов. 1. Микробная клетка – традиционный объект в номенклатуре биологических агентов. При выборе биологического агента и постановке его на производство следует соблюдать принцип технологичности штаммов, т. е. микробная клетка, популяция или сообщество особей должны сохранять свои основные физиолого-биохимические свойства в процессе длительного ведения ферментации. Промышленные продуценты должны также обладать устойчивостью к мутациям, фагам, заражению посторонней микрофлорой, быть безвредными для людей и окружающей среды, не иметь при выращивании побочных токсичных продуктов обмена и отходов, иметь высокие выходы продукта и приемлемые технико-экономические показатели. В настоящее время промышленные биотехнологии базируются на использовании гетеротрофных организмов, а в будущем решающее место займут: • автотрофные микроорганизмы – организмы, не нуждающиеся для роста в дефицитных органических средах; • экстремофилы – организмы, развивающиеся в экстремальных условиях (термофильные, алкало- и ацидофильные); 8
• смешанные микробные культуры и их природных ассоциации, где между микроорганизмами устанавливаются определенные взаимоотношения, основанные на экологических принципах взаимодействия в смешанных популяциях. Типы взаимодействия: нейтрализм мутуализм комменсализм аменсализм симбиоз 9
Смешанные микробные культуры и их природных ассоциации: потребляют сложные, неоднородные по составу субстраты; минерализуют сложные органические соединения; имеют повышенную устойчивость к воздействию неблагоприятных факторов среды и токсических веществ; имеют повышенную продуктивность и возможность обмена генетической информацией между отдельными видами сообщества. • • Применение смешанных культур: • • • производство пищевых продуктов; охрана окружающей среды; биодеградация и усвоение сложных субстратов нетрадиционные биологические агенты - растительные и животные ткани, в том числе гибридомы, трансплантанты; новейшие биологические агенты – трансгенные клетки микроорганизмов, растений и животных, полученные с помощью генной инженерии. 10
Микроорганизмы, используемые в промышленности для получения целевых продуктов Организм Saccharomyces cerevisiae Тип Продукт Дрожжи Streptococcus thermophilus Propionibacterium shermanii Gluconobacterium suboxidans Пекарские дрожжи, вино, эль, саке Бактерии Иогурт Швейцарский сыр Penicillium roquefortii Бактерии Уксус Плесень Сыры типа рокфора Плесень Саке Дрожжи Этанол Бактерии Ацетон Бактерии Полисахариды Бактерии L-Лизин Дрожжи Микробный белок Бактерии Витамин В 12 Плесень Амилаза Дрожжи Лактаза Дрожжи Липаза Бактерии Протеазы Aspergillus oryzae Saccharomyces cerevisiae Clostridium acetobutylicum Xanthomonas campestris Corynebacterium glutamicum Candida utilis Propionibacterium Aspergilus oryzae Kluyveromyces fragilis Saccharomycopsis lipolytica Bacillus 11
Биологические агенты Организм Тип Продукт Endothia parasitica Плесень Сычужный фермент Leocanostoc mesenteroides Бактерии Декстран Xanthomonas campestris Бактерии Ксантан Penicillium chrysogenum Плесень Пенициллины Chehalosporium acremonium Плесень Цефалоспорины Rhizopus nigricans Плесень Трансформация стероидов Гибридомы – Иммуноглобулины и моноклональные антитела Клеточные линии млекопитающих – Интерферон E. coli (рекомбинантные штаммы) Бактерии Инсулин, гормон роста, интерферон Blakeslea trispora Плесень -Каратин Phaffia rhodozyma Дрожжи Астаксантин Bacillus thuringiensis Бактерии Биоинсектициды Bacillus popilliae Бактерии Биоинсектициды 12
Молочнокислые бактерии 13
Спасибо за внимание
Скачать презентацию БИОЛОГИЧЕСКИЕ АГЕНТЫ В БИОТЕХНОЛОГИИ Лектор доцент каф БИОХ
биол.агенты в биотехнологии.ppt