Полисахаридтер гликандар молекуласында гликозидті байланысқан

Зарегистрируйтесь, чтобы просмотреть полный документ!

• Полисахаридтер, гликандар — молекуласында гликозидті байланысқан 10 -нан артық моносахарид қалдықтары бар көмірсулар. Полисахаридтердің молек. массасы бірнеше мыңнан (ламинарин, инулин) бірнеше млн-ға дейін (гиалурон қышқылы, гликоген) жетеді. Полисахаридтерге моносахаридтердің бір ғана түрінен немесе әр түрінен құралатын целлюлоза, крахмал, хитин, пектиндік заттар, гликопротеиндер, гепарин, т. б. жатады. Полисахаридтер сілтіге төзімді, қышқылда диполимерленеді, суда жақсы ериді. П-дің биологиялық маңызы әр алуан. [1] • Полисахаридтер табиғи жоғары молекулалы қосылыстар. Полисахаридтердің жалпы формуласы (С 6 Н 10 О 5)n, көптеген моносахарид молекуласының қалдықтарынан тұрады. Макромолекуладағы моносахаридтер қалдықтары полисахаридтерде де оттек "көпіршесі" арқылы жалғасқан: • . . . R — О — R. . . Өсімдіктер мен жануарлар ағзасында ферменттердің әсерінен фотосинтез нәтижесінде түзілген моносахарид молекулалары поликонденсацияланып, полисахаридтер түзіледі: • 6 СО 2 + 6 Н 2 О → С 6 Н 12 О 6 + 6 О 2 n. С 6 Н 12 О 6 → (С 6 Н 10 О 5)n + n. H 2 OПолисахаридтердің маңызды өкілі — крахмал мен целлюлоза

• • • Микробты иммуномодуляторларды шартты түрде үш кезеңге бөледі. Ең бірінші препарат болып 1950 ж басында АҚШ –та және Еуропа елдерінде рұқсат етілген, медицинада иммуностимуляторлар есебінде қолданылған, туа біткен және жүре пайда болған иммунитеттің факторын күшейте алатын қабілеті бар БЦЖ вакцинасы табылды. Бірнеше кезеңдегі микробты препараттарға пирогенал және продигиозанды жатқызуға болады, олар бактерия тектес полисахаридтерден тұрады. Қазіргі уақытта әсері салдарынан олар сирек қолданылады. Екінші кезеңде микробтық препараттар (Бронхомунал, ИPC-19, Имудон, Бронхо-Ваксом) және бактерия рибосомасы (Рибомунил), бұлар Klebsiella pneumoniae, Streptococcus pyogenes, Haemophilus influezae және т. б. қоздырушыларға қарсы препараттар. Бұл препараттардың екі нұсқаулығы бар: спецификалық (вакцинирлеуші) және спецификалық емес (иммуностимулдеуші). БЦЖ-ң клеткалық компонентін зерттегенде, мурамил — дипептид (ПМК)- пептидогликанның минималды компоненті ең жоғарғы иммуностимулдеуші қасиетке ие екені анықталды. ПМК-ң жоғары пирогендігі қасиеті болған соң, клиникада қолдау таппады, алайда Ресейде және басқа елдерде ол синтезделіп, пирогендігі төмен, бірақ иммуностимулдеуші қасиеті сақталған, аналогтары шығарылған. Олардың бірі Ликопидті микробты препараттардың үшінші кезеңіне жатқызуға болады. Ол табиғи дисахаридглюкозаминилмурамил және оған қосылған синтетикалық дипептид — L- аланил – D – изоглютаминнен тұрады

• Иммуномодуляторлар- иммундық жүйеге реттеуші әсер ете алатын табиғи немесе синтетикалық заттар. Имундық жүйеге әсер етуі бойынша оларды иммуностимулдеуші және иммуносупрессивті деп бөледі. • Иммуностимулдеушілерге тимус препараттары, интерлейкиндер, интерферондардың индуктоы, биологиялық белсенді пептидтер, кейбір саңырауқұлақтардың полисахаридтері, емдеуші вакциналар жатады. Олардың белсенділігі организмнің клеткалары мен ұлпаларының метаболизміне әсер ету қабілетімен және иммунокомпонентті клеткаларды белсендіре алатынында болса, оның нәтижесінде организмнің инфекционды және инфекционды емес ауруларға қарсы қабілеті артады

• Микробные полисахариды объединяют в группы и по функциям: резервные, участвующие в активном транспорте, опорные, участвующие во взаимодействии между клетками, защитные и др. : Некоторые исследователи классифицируют полисахариды, учитывая их топологию и функции. В соответствии с этим клеточные полисахариды подразделяются на две группы. Одна включает резервно-энергетические и модификаторы (внутриклеточные), вторая — структурные и структурно-метаболические (в клеточной стенке). К внеклеточным относятся выделяющиеся при гиперпродукции структурно-метаболические гликаны и собственно экзогликаны [1. 2].

• • НАУЧНАЯ НОВИЗНА И ПРАКТИЧЕСКАЯ ЦЕННОСТЬ РАБОТЫ. Найдены, выделены и идентифицированы новые экзополисахариды, синтезируемые бактериями Acinetobacter sp. и В. polymyxa (названия полисахаридов соответственно "симусан" и "полиииксан"}, которые по ряду функциональных свойств превосходят бактериальный полисахарид ксантан. Установлено, что водные растворы симусана обладают необычным для полисахаридов комплексом свойств - устойчивостью в присутствии минеральных кислот, повышением вязкости в присутствии солей, в кислой среде и после нагревания. Показано также, что растворы полиииксака обладают ярко выраженной псевдопластичностью. Показано, что слизь, которая образуется при определенных условиях культивирования метанолокисляющих бактерий - M. methylophilus, Acetobacter sp. и A. methylicum, представляет собой экзополисахариды и экзогликопротеины. Разработан новый метод их выделения из кулыуральной жидкости. Установлено, что кислый экзополисахарид М. methylophilus способен к гелеобразованию в щелочной среде; изучен механизм этого процесса. Показано, что кормовые дрожжи могут использоваться для получения стабильных по составу маннанов; выявлены межвидовые и межштаммовые различия маннанов C. maltosa и С, . tropicalis. Разработан способ выделения маннанов непосредственно из культуральной жидкости. Обнаружено, что мицелий гриба P. ostreatus в результате УФ-мутации утрачивает способность синтезировать гликогеноподобную капсулу; это открывает перспективу использования мицелия различных грибов как источника биологически активных полисахаридов. Найдено, что продуцентом таких полисахаридов монет служить мицелий гриба Fusarium sp. Впервые для исследования надмолекулярной структуры полисахаридов применен метод спектротурбидиометрического титрования; на основе полученных данных разработаны оптимальные готовые формы препаратов полисахаридов. Для выделенных и изученных полисахаридов с учетом их функциональных свойств определены области применения, что в итоге позволило организовать в СССР производство микробных полисахаридов с помощью оригинальных штаммов-продуцентов; общее производство симусана и полимиксана в виде различных готовых форм достигло 2 тыс. тонн в год

• • • МИЦЕЛИАЛЬНАЯ БИОМАССА ГРИБОВ КАК ИСТОЧНИК ПОЛИСАХАРИДОВ. Известно, что полисахариды грибов - вещества с разнообразными иммунологическими свойствами. К настоящему времени противоопухолевая активность обнаружена у полисахаридов, относящихся более чем к 100 родам. То, что они практически не токсичны, выгодно отличает полисахариды от других противоопухолевых препаратов. Первые работы, посвященные выделению полисахаридов из грибов, основаны на экстракции их из плодовых тел. Сравнительному анализу полисахаридов плодовых тел и мицелия посвящено очень небольшое число работ. Показано, что их состав, соответственно, биологическая активность могут заметно отличаться в процессе развития гриба и плодового тела. В связи с успехами в области глубинного культивирования мицелиальной биомассы появилась возможность ее получения в значительных количествах. Поэтому мы поставили задачу определить влияние условий культивирования на состав и выход полисахаридов мицелия и найти критерий выбора штаммовпродуцентов мицелиальной биомассы как продуцента практически ценных полисахаридов

• ИЗЫСКАНИЕ ПОЛИСАХАРИДОВ НА ОСНОВЕ КОРМОВЫХ ДРОШЕЙ И МИЦЕЛИ-АЛЬНОЙ БИОМАССЫ - ПРОДУКТОВ ОТЕЧЕСТВЕННОЙ МИКРОБИОЛОГИЧЕСКОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ. • 2. 1. КОРМОВЫЕ ДРОЖШИ КАК ИСХОДНЫЙ ПРОДУКТ ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ МАННАНОВ. • К началу настоящей работы в литературе были достаточно хорошо изучены дрожжевые полисахариды, в первую очередь, ианнаны, которые представляют собой эффективные противоопухолевые и бактерицидные препараты. Мы поставили задачу установить структуру углеводного скелета маннанов выбранных нами штаммов, определить возможность получения стабильных по структуре соединений и разработать способ их выделения из постфернентационной суспензии

• • • ПОЛИСАХАРИДЫ МИЦЕЛИЯ ГРИБОВ Р 1 еиго 1 из оз. Ьгеа^э ВСБ-963 И ЕГО УФ-МУТАНТА ВСБ 963 А. К числу известных в литературе полисахаридов, обладающих выраженной противоопухолевой активностью, относятся гетерополиса-хариды, выделенные из плодовых тел гриба Р 1 еиго<; из оз 1; геа<; из (Вешенка). В качестве объекта исследования мы выбрали мицелиальную биомассу Р. оз^еа^э ВСБ-963, учитывая, что его мицелиальные клетки образуют слизистую капсулу, как мы показали, углеводной природы. Оказалось, что смесь, выделенная из мицелия ВСБ-963 экстракцией в стандартных условиях выделения противоопухолевых препаратов из грибов, состоит из двух гликогеноподобных полисахаридов с мол. массами ниже 100 тыс. с остатками о(. -1, 4 -глюкозы в основной цепи и боковыми звеньями, присоединенными 1, 6 - и о(. -1, 2 -связями. Выделенные глюканы отличались от истинного гликогена невысокой мол. массой и наличием 1, 2 -связанных остатков глюкозы. Сотрудниками лаборатории селекции ВНИИсинтезбелок многократным УФ-облучением мицелия гриба ВСБ-963 был получен мутантный штамм - ВСБ-963 -А, лишенный слизистой капсулы. Поэтому представлялось целесообразным сравнить углеводный состав клеток мицелия ВСБ-963 и ВСБ-963 -А тем более, что до настоящего времени в литературе отсутствовали систематические данные по влиянию мутации на углеводный состав клеток грибов.

• • • ПОЛИСАХАРИДЫ МИЦЕЛИЯ ГРИБОВ Fusarium, sp. ВСБ-917. Выбор нами мицелия гриба Fusarium sp. ВСБ-917 был обусловлен тем, что для него характерно отсутствие слизистой капсулы. Другая характерная особенность культуры - способность утилизировать различные субстраты - свекловичную мелассу и этиловый спирт. Ранее при исследовании маннанов Candida мы обнаружили, что при смене источников углеродного питания моносахаридный состав полисахаридных фракций, полученных экстракцией дрожжей Candida, значительно различается. Аналогично оказалось, что состав моносахаридов и их относительное содержание в продуктах гидролиза фракций, выделенных нами из биомассы ВСБ-917, зависит от источника углеродного питания. В случае свекловичной мелассы как субстрата были обнаружены глюкоза, галактоза и манноза (б: 5: 4), в случае этанола - глюкоза, галактоза, манноза и фукоза (2: 3: 4: 1). Оказалось, что полисахаридная фракция (углеводный субстрат - меласса) при дозе 1 мг/кг тормозит на 76% рост Саркомы-180 и не токсична при дозе 250 мг/кг. Подобно описанным в литературе противоопухолевым полисахаридам, она эффективна только при определенных концентрациях, выше и ниже которых ее противоопухолевое действие снижается. Напротив, полисахаридная фракция (углеводный субстрат -этанол), выделенная в аналогичных условиях, практически не обладает противоопухолевой активностью. Возможно, в состав выделенных нами полисахаридных фракций входят компоненты, обладающие более выраженной биологической активностью, при этом следует учитывать, что как на состав углеводных компонентов мицелия гриба ВСБ-917, так и на их биологическую активность, скорее всего, влияет источник углеродного питания Диссертации о Земле http: //earthpapers. net/vydelenie-sostav-i-svoystva-mikrobnyhpolisaharidov#ixzz 2 y 6 CWVyr. O

• • • Помимо здравоохранения, наиболее крупные области применения полисахаридов - нефтяная и пищевая промышленности; на их нужды идет около 90% микробных экзополисахаридов, выпускаемых в мире. Соответственно, следующие направления нашего исследования посвящены изысканию этого класса полисахаридов. За рубежом основной промышленный микробный полисахарид -ксантан (продуцент - углеводокисляющие фятопатогенные бактерии Х. сашреэ^в). Каждый новый микробный полисахарид, представляющий практический интерес, прежде всего сравнивают по физико-химическим и реологическим свойствам с ксантаном. у К началу нашей работы способность синтезировать экзополиса-хариды в значительных' количествах была обнаружена как у облигат-ных, так и у факультативных мегилотрофов; был обнаружен новый источник получения экзополисахаридов метилотрофных бактерий -смешанные культуры микроорганизмов (ассоциаты), выделяемые либо из природных источников, либо создаваемые искусствено. Хотя выход экзополисахаридов метилотрофных бактерий обычно несколько ниже, чем у углеводокислящих бактерий, однако низкая стоимость и стабильность таких субстратов, как метанол, могут компенсировать этот недостаток. При разработке технологии получения бактериальной биомассы, выращиваемой на средах с метанолом, сотрудниками ВНИИсинтезбелок были селекционированы штаммы метилотрофов, которые при культивировании в определенных условиях способны образовывать значительное количество слизи. Полученные нами предварительные результаты показали, что слизь представляет собой экзополисахариды. Мы поставили задачу определить состав экзополисахаридов, их свойства, накопление в постферментационной суспензии при направленном культивировании, что в итоге позволяло определить возможности их производства и применения Диссертации о Земле http: //earthpapers. net/vydelenie-sostav-i-svoystva-mikrobnyhpolisaharidov#ixzz 2 y 6 Cd 1 y. Ig

• • • ПУТИ ПРАКТИЧЕСКОГО ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ПОЛИСАХАРИДОВ МЕТИЛОТРОФНЫХ БАКТЕРИЙ. Выделенные нами полисахариды метилотрофных бактерий ВСБ-792, ВСБ-924 и ВСБ-867 уступают ксантану как загустители и стабилизаторы суспензий в нейтральных средах. В то же время, функциональные свойства этих полимеров - гелеобразующая способность, совместимость с солями, устойчивость к биодеградации позволяют рассматривать их с точки зрения практического использования. Так, благодаря устойчивости экзополисахарида ВСБ 792 в гелеобразном состоянии к тепловой обработке и к присутствию солей удалось разработать метод его применения для временной изоляции пластов при нефтедобыче. Сочетание устойчивости экзополисахарида ВСБ-924 в растворах солей и стабильность его водных растворов позволили разработать метод его применения в качестве реагента для вытеснения нефти из пласта. Эти же свойства наряду с загущающей способностью открывают возможность использования его в областях, где требуется совместимость с солями, а введение консервантов нежелательно, в частности, приготовлении красителей для тканей. Благодаря высокому содержанию в экзополисахариде ВСБ-792 остатков рамнозы и глюкуроновой кислоты, он может также найти применение как источник получения этих практически ценных моносахаридов Диссертации о Земле http: //earthpapers. net/vydelenie-sostav-i-svoystva-mikrobnyhpolisaharidov#ixzz 2 y 6 Csxc. RH

• • • ИЗЫСКАНИЕ ПОЛИСАХАРИДОВ НА ОСНОВЕ НОВЫХ ШТАММОВ-ПРОДУЦЕНТОВ. Проведенные нами исследования показали, что можно получать практически ценные полисахарида на основе штаммов, которые уже используют при производстве дрожжевой и бактериальной биомассы. Тем не менее, очевидно, что для производства полисахаридов, способных конкурировать с такими биополимерами, как ксантан, необходим направленный поиск полисахаридов на основе новых штаммов-продуцентов. При этом, в соответствии с целью работы, при выполнении третьего направления нашего исследования были необходимы штаммы-продуценты, которые бы при культивировании мало инфицировались посторонней микрофлорой и синтезировали экзополисахариды с высоким выходом и выраженной загущающей способностью, псевдопластичностью и т. п. В итоге мы выбрали два штамма-продуцента экзополисахаридов - углеводокисляющие бактерии Bacillus polymyxa и этанолокисляющие бактерии Acinetobacter sp • Диссертации о Земле http: //earthpapers. net/vydelenie-sostav-i-svoystvamikrobnyh-polisaharidov#ixzz 2 y 6 Cww. Djj

• • • ЗАКЛЮЧЕНИЕ. Выделение и исследование состава и свойств микробных полисахаридов, полученных с помощью штаммовпродуцентов белка и новых штаммов-продуцентов, показали возможность реализации их производства и широкого использования в народном хозяйстве. Разработанный метод выделения маннанов позволяет получать их непосредственно из постферментационной суспензии дрожжей Candida, минуя стадию распылительной сушки, что может благотворно сказаться на экологической обстановке. Исследование показало, что маннаны, выделенные из готовых продуктов, стабильны по мол. массе и иммунохимическим детерминантным группам. Будучи модуляторами, маинаны могут найти применение как добавки к продуктам питания людей, находящихся в особо загрязненных регионах страны, а также зонах, подверженных радиации. Получение новых практически ценных экзополисахаридов на основе штаммов метанолокисляющих бактерий - продуцентов белка, открывает путь к их широкомасштабному получению. Поиск полисахаридов с выраженными функциональными свойствами, разработка методов их выделения, исследование состава и реологических свойств легли в основу технологий получения новых биополимеров "симусан" и "полимиксан". Высокая вязкость и псевдопластичность растворов полимиксана позволили получать его в виде различных готовых форм в соответствии с требованиями различных отраслей: сухой препарат - для промывочных жидкостей при бурении геолого-разведочных скважин (ТУ оп. 64 -13 -139 -89), пастообразный препарат - для интенсификации разработки нефтяных месторождений (ТУ оп. 64 -13 -128 -88), высокоочищенный препарат - для загущения водных систем и как наполнитель в различных отраслях промышленности (ТУ оп. 64 -13 -138 -89), препарат в виде постферментационной суспензии - для природоохранных мероприятий (ТУ оп. 64 -13 -156 -90). Симусан пред. Диссертации о Земле http: //earthpapers. net/vydelenie-sostav-i-svoystva-mikrobnyhpolisaharidov#ixzz 2 y 6 DGlv 2 A

• • • ставляет собой полисахаридсодержащую постферментационную суспензию с добавлением консервантов (ТУ оп. 61 -13 -127 -88 и Извещения к ТУ ## 1 и 2). В нативном виде симусан используется как нефтевы-тесняющий агент для повышения нефтеотдачи пластов. Благодаря своим функциональным свойствам симусан оказался эффективным компонентом в различных композициях. Так, в настоящее время на основе симусана совместно с МНТК "Нефтеотдача" получены полимер-силикатные гели, которые нашли применение для изоляции обводненных протоков и при создании фильтрационных завес в технике подземного выщелачивания. Благодаря эмульгирующей способности симусан оказался эффективным компонентом моющих средств. На его основе разработана технология получения биологических моющих средств (ТУ оп. 64 -13 -135 -89 и ТУ 64 -00567 -90) для мытья посуды и технического оборудования. Принципиально важным является то, что производство микробных полисахаридов на основе почвенных микроорганизмов в виде постферментационной суспензии как готовой формы представляет собой безотходный процесс, а их использование (в частности, в виде таких композиций как биополимерсиликатные гели) экологически безвредно. К настоящему времени в мировом производстве водонабухающих и водорастворимых полимеров наблюдается тенденция, по крайней мере, к стабилизации стоимости этих продуктов и выпуску полимеров с ярко выраженными функциональными свойствами. При такой тенденции будущее принадлежит микробным полисахаридам. Действительно, цена синтетических полимеров из-за стремительно сокращающихся запасов нефти может только возрастать, тогда как промышленный синтез полисахаридов основан на использовании воспроизводимого сырья. При этом среди полисахаридов различного происхождения микробные полисахариды обладают свойствами, наиболее удовлетворяющими различные отрасли промышленности. Уже найдены штаммы-продуценты полисахаридов к числу которых относятся и продуценты полимиксана и симусана , которые более технологичны, чем продуценты ксантана, и синтезируют полимеры с более. выраженными по сравнению с ксантаном функциональными свойствами. Сочетание таких штаммов-продуцентов с разработкой функциональных методов выделения полисахаридов и создание эффективных композиций на их основе открывает новые возможности широкого производства и применения микробных полисахаридов

• • Дерябин В. В. , Старухина Л. А. , Григорьев Е. Ф. - Выделение экзополисахаридов микроорганизмов. - Биотехнология, 1988, 4, N 6, 735 -743. 38. Григорьев Е. Ф. , Болоховская В. А. . Шинкаренко Л. Н. , Халабузарь В. Г. , Микша Т. Е. , Кравец Л. Ф. , Дерябин В. В. , Бовина Е. В. , - Способы получения высокоочищенных препаратов микробных полисахаридов, - A. c. СССР N 1549996 1989. Б. И. N 10, публ. от 15. 03. 90. 39. Дерябин В. В. , Титов В. И. , Гарейшина А. З. , Чижова И. Н. - Биополимеры для нефтяной промышленности, - ВНИИЭОНГ, Сер. "Техника и технология добычи нефти и обустройство нефтяных месторождений", М. , 1990, 1 -39. 40. Starukhina L. A. , Deryabin V. V. , Titov V. l. - New biopolimer for EOR Moskow. - 6 th Eur. IOR Symp. , Stavanger, Norway, May 21 -23, 1991, Vol I, Book I, 371 -393. 41. Deryabin V. V. , Starukhina L. A. , Titov V. l. , Likhosherstov L. M. , Senchenkova S. N. , Knirel Y. A. - Stadies of a new xanthan-like exopolysaccharide from an ethanol-consuming Arthrobacter sp. - Eurocarb-YI, Edinburg, Scotland, 8 -13 Sept. , 1991, A. 47. 42. Дерябин B. B. , - Применение микробных полисахаридов в промышленности, - Тезисы Всесоюзной конференции "Химия пищевых веществ. Свойства и использов. биополимеров в пищевых продуктах", Могилев, 1990, 215

• • • Производство микробных полисахаридов К промышленно важным соединениям, производимым микроорганизмами, относятся полисахариды. Микробные полисахариды производят в промышленности для получения гелей, уплотняющих и стабилизирующих пищевые продукты, для медицинских и технических целей [104]. 15. 7. 9. 1. Основные промышленные микробные полисахариды [104, 159] Бактериальные полисахариды делят по составу на гомо- и гетерополисахариды, а по локализации — на внутри- и внеклеточные. Внутриклеточные гликаны — это полисахариды цитоплазмы, мембран и клеточных стенок, а внеклеточные — полисахариды капсул, чехлов и свободной слизи. Термином «экзогликаны» называют полисахариды свободной слизи, иногда капсульные полисахариды [7]. Синтез экзополисахаридов (ЭПС) идет более активно, и они легче отделяются от биомассы и очищаются от примесей. Внеклеточные полисахариды микроорганизмов очень разнообразны по строению и составу. Масса их может во много раз превышать биомассу клеток. Большинство внеклеточных полисахаридов бактерий — кислые гетерогликаны разнообразного состава, состоящие из 2– 5, иногда 6– 7 мономеров. Большинство микроорганизмов синтезирует экзополисахариды на разных источниках углерода: углеводах, спиртах, карбоновых кислотах, углеводородах и др. Производимые в промышленном масштабе полисахариды приведены в табл. 15. 7. 124

• Полисахариды микроорганизмов применяются [160] в текстильной, химической, пищевой, кормовой, фармацевтической промышленности, в гидрометаллургии, при добыче нефти и газа, для разметки дорожных покрытий, при очистке воды, для мытья танкеров, в медицине для лечения, диагностики и профилактики ряда заболеваний, в сельском хозяйстве и других областях (табл. 15. 7. 125). Наиболее широко используются декстраны и ксантан.

• Ксантан, продуцируемый бактериями Xanthomonas campesrtis, обладает уникальными реологическими свойствами. В низких концентрациях он образует очень вязкие растворы и обладает псевдопластичностью; его растворы не изменяют свои реологические свойства при изменении температуры, р. Н, солености в широких пределах. Ксантан применяют в пищевой промышленности, при изготовлении гелевых дезодорантов, зубной пасты, при суспендировании сельскохозяйственных химикатов, используют при добыче нефти. Объемы производства ксантана – наиболее крупнотоннажны из всех других гликанов. Товарное название выпускаемого продукта (ксантан, келцан, келтрол). Получают ксантаны в условиях периодической глубинной культуры на средах, содержащих 1– 5 % углеводов (кукурузный крахмал, сахар-сырец или меласса), а также органические соединения азота, двузамещенный фосфорнокислый калий, микроэлементы. Ферментация длится в течение 3 суток при 28°С и р. Н 6. 5– 7. 2 в две фазы: на первой реализуется рост клеток и накопление биомассы, на второй при дефиците азота в среде происходит образование полисахарида. Осаждают полисахарид из культуральной жидкости метанолом, полученный осадок высушивают

• Альгинат Данный полисахарид ранее выделяли из морской водоросли Laminaria. Альгинат обладает в определенных условиях прекрасными гелеобразующими, а также псевдопластическими свойствами в широком диапазоне р. Н и температур, и используется в кондитерской и фармацевтической промышленности. Установлено, что альгинат является лучшим носителем для иммобилизации ферментов и, особенно, целых клеток. Сравнительно недавно среди бактерий идентифицированы продуценты полисахарида, близкого альгинату (Pseudomonas aeruginosa, Azotobacter vinelandii). Процесс реализован в промышленности на средах с избытком углерода. Варьируя концентрацию фосфата в среде, можно влиять на молекулярную массу синтезируемого полимера, а при изменении концентрации кальция из 84 меняется соотношение моносахаридов, входящих в состав данного гликана, следовательно, и его свойства.

• Пуллан Полисахарид продуцируется дрожжеподобным грибом Aerobasidium pullulans на средах, содержащих 50 % глюкозы в течение 80– 100 ч. Вязкость пуллана зависит от р. Н среды: она минимальна при р. Н 4. 0, молекулярная масса при этом составляет около 200 тыс. , при увеличении р. Н молекулярная масса возрастает. Пуллан используют в качестве биоразрушаемого упаковочного материала для пищевых продуктов; он обладает также антиокислительными свойствами. Склероглюкан (товарное название – политран) синтезируют грибы рода Sclerotium. Синтез данного полисахарида в отличие от большинства других максимален в ранней лог-фазе 48 -ч культуры. Процесс разработан на средах с глюкозой, в том числе в проточном режиме, выход полисахарида от ассимилированной глюкозы составляет 50 %. В низких концентрациях (1. 5 % растворы) образует в воде прочные гели, которые не изменяют свои свойства в широком интервале температур. Используют в качестве покрытия семян, пестицидов, а также при производстве латексов и красителей. Задачей биотехнологии является совершенствование микробиологических процессов получения полисахаридов на основе улучшенных штаммов-продуцентов при расширении сырьевой базы за счет замены дорогостоящих сахаров более доступными субстратами, а также модификация физико-химических свойств самих гликанов

• • • • • Микробные полисахариды имеют уникальные физико-химические и функциональные особенности. На сегодняшний день они находят широкое применение в разных отраслях промышленности, тем самим создавая конкуренцию природным полимерам. Благодаря высокой вязкости водных растворов и способности образовывать гели, полисахариды используют для изготовления готовых лекарственных форм, капсул, микрокапсул. В медицине они нашли свое применение как иммуностимуляторы, плазмозаменители крови. Микробные полисахариды также используют в отраслях тяжелой промышленности, таких как гидрометаллургия, нефтедобыча, обогащение цветных руд и ценных металлов. В связи с этим, потребность в биополимерах микробного происхождения, пригодных для использования в промышленности, постоянно растет. Резко изменяя реологические свойства водных систем в концентрациях от десятых до сотых долей % полисахариды могут использоватся как гелеобразователи, стабилизаторы суспензий, поверхностно-активных веществ, структурирующие и пленкообразующие агенты, материалы для снижения трения

• • • • • • Ксаладаны® - кислые и нейтральные разветвленные гетерополисахариды с молекулярной массой от 500 до 2000 к. Д. Ксаладан® нетоксичный для животных и человека и относится к 4 -му классу безопасности. Хорошо растворяется в воде в любых пропорциях, устойчивые в широком диапазоне р. Н (от 3, 0 до 11, 0) и темературы (от -20 до +90 о С) Используется в качестве прилипателя для обработки семян и растений пестецидами, бактериофагами, стимуляторами роста. Образовывает тонкие пленки, которые разрешают растениям и семенам дышать. Препарат экологически чистый, без вредных добавок, легко растворяется в воде, биодеградируется и не засоряет окружающую среду. В качестве прилипателей сельськохозяйственных химикатов- гербецидов и инсектецидов для регуляции скорости их дифузии. Стойкие к механической и химической деструкции, но поддаются микробной деструкции. Благодаря суспензийным и тиксотропным свойствам, совместимости с гидроколоидами, полисахариды можна вводить в аэрозоли, которые используются в качестве носителей химикатов, гербицидов и инсектецидов, обеспечивая прилипание к объектам и регулирование скорости диффузии. Использование прилипателей разрешат снизить химическую нагрузку на 50 -70%, что улучшает экологическую обстановку. Использование полисахаридов при внесении гербицидов способствует более эфективному его применению

• • • Учеными были выделены липополисахаридные комплексы из кишечной палочки, протея, синегнойной палочки и других граммотрицательных бактерий. На этой основе получены препараты пиромен, пирогенал, пирексаль и другие. Что касается противоопухолевой активности пирогенов, то к их действию чувствительны многие опухоли, особенно саркомы. При этом в опухолях отмечается стаз, спазм артериол, капиллярный тромбоз и геморрагии, что обуславливает опухоленекротизирующее действие пирогенов. Способность тормозить рост злокачественных новообразований является лишь одним из проявлений биологической активности микробных полисахаридов. Другим важнейшим свойством липополисахаридов является повышение под их влиянием уровня энергетического обмена в клетках печени, скелетных мышцах и других органах. Липополисахариды обладают также широким диапазоном других биологических свойств, к которым относятся стимуляция коры надпочечников, полиморфоядерных лейкоцитов, синтеза и выделения эндогенного интерферона, активация комплемента и других защитных факторов. Установлено, что полисахариды стимулируют многие ферментативные системы клетки, ее биосинтетические, энергетические и транспортные процессы. Биологическая активность полисахаридов определяется многими факторами, в частности, она существенно зависит от источника их выделения. Одним из микробных полисахаридов, применяемых в онкологии, является продигиозан. Он резко повышает устойчивость организма к бактериальным и вирусным инфекциям, оказывает выраженное стимулирующее действие на комплекс защитно-приспособительных реакций, активизируя систему гипофизкора надпочечников, усиливая барьерную функцию лимфоидных органов, стимулируя микро- и макрофакальную системы. Он нормализует проницаемость кровеносных сосудов при воспалительном процессе, что приводит к улучшению трофики тканей и ускорению рассасывания воспалительного очага

• • • Полисахариды дрожжей и грибов. Наряду с исследованием липополисахаридов бактерий, интенсивно ведется поиск и изучение противоопухолевого действия продуктов жизнедеятельности дрожжей и грибов. Пропер-мил состоит из дрожжевых клеток, инактивизированных в фазе почкования, а затем лиофилизированных. Препарат предотвращает лейкопению, нейтрализует общее токсическое действие противоопухолевых препаратов, способствует увеличению содержания бета и гамма глобулинов, улучшает сон и аппетит. Одним из полисахаридных препаратов, широко применяемых в медицинской практике, является зимозан. Это биополимер дрожжевой оболочки, состоящей из полисахаридных комплексов. Используется при лечении саркомы и карциномы. При введении зимозана с цитостатическими препаратами усиливаются антибластические свойства последних. При сравнительном изучении зимозана и продигиозана обнаружены некоторые особенности действия этих полисахаридов, в частности, преимущественное влияние продиогиозана на бетта-лимфоциты, зимозана – на Т-лимфоциты. Из других дрожжевых полисахаридов, применяемых в онкологии, необходимо отметить маннозим. Иммунотерапия маннозимом играет важную роль в предупреждении рецидивов и метастазов. Подобно зимозану, этот препарат не вызывает побочных реакций организма. Наибольшую противоопухолевую активность проявляет маннан с молекулярной массой 65000. Высокомолекулярные плохорастворимые пуллулан и глюкан в меньшей степени ингибируют рост новообразований. Получены данные о преимущественном накоплении маннана в опухолевых клетках, что затрудняет метаболизм последних

• Еще один аспект действия полисахаридов заключается в накоплении в тканях серотонина и гистамина. Эти биогенные амины могут угнетать рост опухоли непосредственно или с помощью вызываемых ими фармакологических эффектов. • В последние годы повышенный интерес ученых представляют полисахариды грибов. На первой Международной конференции по иммунофармакологии в 1980 году в городе Брайтоне, затем на Международном симпозиуме по иммуномодуляторам микробного происхождения в 1981 году в городе Осака и, наконец, на второй Международной конференции по иммунофармакологии в 1982 году в городе Вашингтоне учеными были широко представлены материалы изучения полисахаридов из грибов. Это полисахариды, имеющие бетта-конфигурацию гликозидных связей и обладающие уникальными фармакологическими свойствами. Выделенный из японского гриба полисахарид лентинан является глюканом с молекулярной массой около 1000000. Главная цепь молекулы состоит из бетта-де связанных глюкопиранозильных остатков. В малых дозах лентинан вызывает торможение опухолей вплоть до их полного рассасывания. Наиболее подробно изучены реакции клеточного иммунитета. Имеются сведения, что лентинан не индуцирует отторжение трансплантата реакции "трансплантат против хозяина"

Скачать презентацию Полисахаридтер гликандар молекуласында гликозидті байланысқан

Презентация Microsoft Office PowerPoint.pptx

Количество слайдов: 27