Муратова Евгения Ивановна Лекция 8 Биотехнология антибиотиков

Муратова Евгения Ивановна

Лекция 8 «Биотехнология антибиотиков» 1. 2. 3. 4. Классификация антибиотиков Микроорганизмы-продуценты антибиотиков Биотехнология пенициллина Биотехнология низина

Области применения антибиотиков Медицина, ветеринария (лекарственные препараты) Сельское хозяйство (стимуляторы роста растений и животных, фунгициды) Пищевая промышленность ( консерванты)

Классификация антибиотиков По происхождению По химической природе -из микроскопических грибов; - ациклического строения; - из актиномицетов; - алициклического строения; - из бактерий; - ароматического строения; - из животных тканей - хиноны; По механизму действия - нарушение биосинтеза пептидогликанов клеточной стенки; - нарушение отдельных этапов процессов трансляции; - повреждение цитоплазматической мембраны; - нарушение биосинтеза нуклеиновых кислот; - нарушение энергетического обмена кислородсодержащие гетероциклические соединения; - азотсодержащие соединения; - полипептиды; - макролиды По спектру биологического действия - антибактериальные (широкого и узкого действия); - противогрибковые; - противоопухолевые

Химические формулы наиболее распространенных антибиотиков

Микроскопические грибы Penicillium Micromonospora Cephalosporium Актиномицеты Бактерии Streptomyces Actinomyces Proactinomyces Bacillus Streptococcus Продуценты антибиотиков

Способы получения антибиотиков Биосинтез антибиотиков путем прямой ферментации микроорганизма– продуцента с проходящим предшественником Использование для биосинтеза модифицированных антибиотиков блокированных мутантов а) предполагаемая последовательность реакций, ведущая к синтезу антибиотика А В б) отсутствие синтеза антибиотика у «блокированного» мутанта A B в) синтез модифицированного антибиотика после введения аналога предшественника (D*) A B фермент C D E антибиотик фермент C D блокированное звено метаболизма фермент …D* E* модифицированный антибиотик

ОСНОВНЫЕ СТАДИИ ПРОИЗВОДСТВА АНТИБИОТИКОВ Подготовка и стерилизация питательных сред Подготовка посевного материала Биосинтез антибиотика Выделение и очистка антибиотика Получение товарных форм антибиотика

СХЕМА ПРОИЗВОДСТВА ПЕНИЦИЛЛИНА Приготовление среды Приготовление раствора глюкозы Стерилизация среды Стерилизующая фильтрация Приготовление ФУК Приготовление воздуха Приготовление посевного материала Стерилизующая фильтрация Ферментация Биомасса Фильтрация Пар Сушка Коагуляция Фильтрация 1 Осадок Кормовой продукт

1 Хладоагент Кислота Бутилацетат Раствор Na. HCO 3 Бутилацетат Хладоагент Отработанный хладоагент Охлаждение Экстракция I Реэкстракция Обедненный раствор на сток Бутилацетат на регенерацию Экстракция II Охлаждение до -16… -18 0 С Фильтрация от льда 2 Отработанный хладоагент Бутилацетат на регенерацию

2 Активированный уголь Адсорбция примесей Фильтрация адсорбента 0, 5 N раствор KOH Отработанный уголь Экстракция Концентрат калиевой соли Бутиловый спирт Вакуум-выпаривание при t=16 -260 С Стрерилизующая фильтрация Хладоагент Кристаллизация 3 Примеси Отработанный хладоагент

3 Фильтрование кристаллов Промывка бутиловым спиртом Фильтрат Бутанол на регенерацию Гранулирование Вакуум-сушка Расфасовка во флаконы Пенициллин Вакуум

Технологическая схема производства пенициллина

Химическая формула низина

СХЕМА ПРОИЗВОДСТВА НИЗИНА Стерильное обезжиренное молоко Streptococcus lactis Инокуляция посевного материала Гидролизат молока, сыворотка Раствор Na. OH Соляная кислота Пар Производственное культивирование Термообработка Сепарирование 1 Конденсат Осадок биомассы

1 Раствор Na. OH Флотация Воздух ПАВ Na. Cl Ацетон Отработанная жидкость Высаливание Сепарирование Сушильный агент Na. Cl Сушка Стандартизация Фасовка и упаковка Низин Фугат Отработанный сушильный агент

Особенности технологического режима стадии ферментации в производстве низина Продуценты Streptococcus lactis Компоненты питательной среды Молочная сыворотка, гидролизаты обезжиренного молока, молочнокислых бактерий, крахмальной патоки, казеина, пептонов, дрожжевой автолизат, Температура культивирования 28 -300 C р. Н среды 6, 8 – 6, 9 Продолжительность культивирования 14 – 15 ч Активность низина Не менее 100 мкг/л

Структура экзаменационного билета 1. Практическая реализация процесса стерилизации в условиях производства. Кинетические закономерности гибели микроорганизмов. 2. Биотехнология производства кристаллического лизина. Применение лизина в пищевой промышленности.