1. Биотехнология ғылым және өндіріс саласы ретінде. Даму тарихы, биотехнология бағыттары. Биотехнология —
Екінші реттік метаболиттер туралы түсінік. Антибиотиктер негізінде екінші реттік метаболиттердің биотехнологиялық өндірісі
жүктеу/скачать 2.31 Mb.
|
| 12. Екінші реттік метаболиттер туралы түсінік. Антибиотиктер негізінде екінші реттік метаболиттердің биотехнологиялық өндірісі.
Биотехнологиялық өндірістің өнімдері – табиғи макромолекулалар – өсімдіктер мен жануарлардың тіндері мен микроорганизмдерінің жасушаларынан оқшауланған ақуыздар, ферменттер, полисахаридтер, полиэфирлер. Өсімдік процестеріне байланысты тірі жасушалардың төмен молекулалық массадағы метаболизм өнімдері біріншілік және екіншілік метаболиттерге бөлінеді. Екіншілік метаболиттер таза молекуланың өсуі үшін қажет емес молекулярлық салмақты қосылыстар болып табылады. Екіншілік метаболиттерге антибиотиктер, алкалоидтар, өсімдіктердің өсу гормондары және токсиндер жатады Екінші реттік метаболиттер немесе идиолиттер – микроорганизмнің тіршілігіне, өсуіне қажетсіз төменгі молекулалық қосылыстар. Олар құрамы бойынша аз мөлшерде синтезделетін таксономиялық топтар және бір химиялық топқа жатаын жақын туысты қосылыстар қоспасы болып келеді. Екінші реттік метаболиттер синтездері кезінде микроорганизмдер бірінші тез өсу сатысынан (тропофаза) өтіп, кейін өсуінің бәсеңденуіне байланысты, идеофазаға ауысады. Осы идеофаза сатыларында идеолиттер түзіледі. Екінші метаболиттерді алу принциптері микробтық жасушалар арқылы олардың пайда болу ерекшеліктеріне негізделген. Өсудің тежелу сатысында және стационарлық фазада кейбір микроорганизмдер логарифмдік фазада пайда болмайтын және метаболизмде айқын рөл атқармайтын заттарды синтездейді. Бұл заттар екіншілік метаболиттер деп аталады. Барлық микроорганизмдер оларды синтездейді, бірақ негізінен тамырлы бактериялар, саңырауқұлақтар және спора жасайтын бактериялар. Екінші метаболиттердің арасында антибиотиктер өндіру тұрғысынан жетекші орын алады. Антибиотиктер класына зең саңырауқұлақтарына қарсы агенттер, ісікке қарсы дәрілер мен алкалоидтар жатады. 1945 жылы Кальари (Сардания) қаласындағы гигиена институтынан Бротзу деген ғалым теңіз суы сынамасынан антибиотиктер синтездей алатын Cephalosporium acremonium саңырауқұлақтарын тапты. Антибиотиктер ішіндегі цефалоспорин С, пеницилиндерге тұрақты грамм оң бактерияларға қарсы тиімділіктерін байқатқан. Мұндай дәрмектер түріне және оның қолданылу мөлшеріне байланысты, бактерицидтік немесе бактериостатикалық әсер көрсетуі мүмкін. Бұлардың ішінде ең көп сұранысқа ие болғандары – пенициллин, цефалоспорин мен тетрациклиндер. Антибиотиктер көбінесе микроорганизмдерден алынатын фармакологиялық препараттардың ең үлкен класы. Препараттың түріне және оны қолдану мөлшеріне байланысты олар бактерицидтік немесе бактериостатикалық әсер көрсетуі мүмкін. Бұл заттардың химиялық синтезінің күрделі болуына байланысты қымбат болып келеді. Антибиотиктердің биотехнологиялық өндірісі өнеркәсіптің экономикалық тиімді саласы болып табылады.: Антибиотиктерді алу Антибиотиктерді алудағы химиялық синтездер үдерістерінің күрделі болуына байланысты, олар қымбат болып келеді. Аталған өнімнің биотехнологиялық өндірісі өнеркәсіптің экономикалық тиімді саласы болып табылады. Антибиотиктің көп тараған 4-тобы бар: ➢ пенициллин; ➢ цераласпирин; ➢ эритомицин; ➢ тетрациклин. Антибиотиктер өте жоғары биологиялық белсенділікке ие. Мысалы, эритомицин антибиотигі 0,01 – 0,25 мл концентрацияда грамм оң бактерияның өсуін тежей алады. Антибиотиктер әртүрлі химиялық қоспалар класына жатады. Өндірісте антибиотиктер өндірісінің келесі тәсілдері қлданылады: микробиолгиялық синтез (полимиксин, грамицидин), химиялық синтез (левомицетин), комбинацияланағн (жартылай синтетикалық пенициллиндер және цефалоспориндер). Микробиолгоиялық синтез дақылдандыру ортасын дайындаумен басталады. Субстрат мирооганизмді жақсы өсіру керек, арзан және тиімді болуы тиіс. Қоректік ортаны алдымен биореакторда ылғалды бумен қысым қолданып стерилизациялайды. Сол мезгілде егілетін материалда дайындалады, продуцент штамның таза дақылы колбада, зертханалық және тәжірибе өндірістік ферменттерде біртіндеп көбейтіледі. Келесі кезең – 7-10 тәулік бойы аэробты, тереңділік, оқтынды ферментация жүреді. Ферментация кезінде температура, рН, қадағланып отырады, дақылдық орта тұрақты араластырып отырады, көбікті басу үшін химиялық және механикалық тәсіледр қолданылады: Антибиотиктерді бөліп алу және тазалау барысында экстракция, иондық алмасу, тұнбалау т.б. әдістер қолданылады. екіншілік метаболиттерді алу принциптері микробтық жасушалар арқылы олардың пайда болу ерекшеліктеріне негізделген. Екіншілік метаболиттердің биосинтезі фазаға тән болып табылады және идиолит деп аталатын идиофазада өсу сатысынан кейін орын алады. Екінші метаболиттердің арасында антибиотиктер өндіру жееткші орын алады. Химиялық синтезбен антибиотиктерді алу әдістері өте күрделі және биотехнология әдістерімен алуда, олар бәсеке түсе алмайды. Сонымен қатар антибиотиктерді тек микроорганизмдер емес, өсімдіктер мен жануарлар жасушалары да синтездей алады. жүктеу/скачать 2.31 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|