Биотехнология пәнінен зертханалық жұмыстар

Пән: Ветеринария
Жұмыс түрі: Материал
Тегін: Антиплагиат
Көлемі: 76 бет
Таңдаулыға:

МАЗМҰНЫ

№1 -дәріс тезисі Кіріспе

№2 -дәріс тезисіГендік-инженериялық пен микробиологиялық өндіріс

№3 -дәріс тезисіИнсулиннің биотехнологиясы

№4 -дәріс тезисі Антибиотиктердің биотехнологиясы

№5 -дәріс тезисі Цитокиндердің қолданылуы және биотехнологиясы

№6 -дәріс тезисіИммуногендер мен вакциналардың биотехнологиясы

№7-дәріс тезисіБактерияларға қарсы вакциналар

№8 -дәріс тезисіВирустарға қарсы вакциналар

№9 -дәріс тезисіЗаманауи вакциналар

№10 -дәріс тезисі Биопрепараттар мен вакциналардың сапасына қойылатын бақылау

№11-дәріс тезисі Гибридомалық технология мен моноклональды антидене негізінде таралған ауруларға диагностикумдар өндіру

№12 -дәріс тезисі Терапиялық мақсатта моноклональды антиденелерді қолдану

Қолданылған әдебиеттер тізімі

Курс глоссарийі Арнайы терминология

Зертханалық-тәжірибе сабақтарына арналған әдістемелік нұсқауы

№ 1 зертханалық-тәжірибе сабағы

№ 2 зертханалық-тәжірибе сабағы

№ 3 зертханалық-тәжірибе сабағы

№ 4 зертханалық-тәжірибе сабағы

№ 5 зертханалық-тәжірибе сабағы

№ 6 зертханалық-тәжірибе сабағы

№ 7 зертханалық-тәжірибе сабағы

№ 8 зертханалық-тәжірибе сабағы

№ 9 зертханалық-тәжірибе сабағы

№ 10 зертханалық-тәжірибе сабағы

№ 11 зертханалық-тәжірибе сабағы

№ 12 зертханалық-тәжірибе сабағы

№ 13 зертханалық-тәжірибе сабағы

№ 14 зертханалық-тәжірибе сабағы

№ 15 зертханалық-тәжірибе сабағы

Өзіндік жұмысына арналған бағыттауыш

№ 1 студенттердің өзіндік жұмысы

№ 2 студенттердің өзіндік жұмысы

№ 3 студенттердің өзіндік жұмысы

Өндірістік машықтануды өту жайлы әдістемелік нұсқама

Аралық, ағымдық және қорытынды білімдерді бақылауға арналған тапсырмаларының үлгісі

КІРІСПЕ

Мақсаты: Ғылыми медициналық және ветеринарлық биотехнология жүйенің өмірдегі орны мен қызметін және басты бағыттары мен перспективаларын көрсету.

Мазмұны:

Медициналық және ветеринарлық биотехнологияның даму сатысы.

Микробиология, биохимия, молекулалық биология және молекулярлық генетиканың биотехнологияның дамуына қосқан үлесі.

3Ғылыми фундаментальды зерттеулер, зертханалық ББЗ регламенті.

Биотехнология - ежелден медицина мен ветеринарияда өз үлесін қосып келе жатқан ғылым. Жасушалық биохимия, молекулярлық биология, молекулярлық генетика, иммунологиядағы биотехнологияның қол жеткізген жетістіктері медицина мен ветеринарияда жаңа балау препараттар шығаруға көмектесіп келеді және аса қауіпті сібір жарасы, туберкулез, бруцеллез, АҚТҚ және қатерлі ісік сияқты адам мен жануар ауруларының емдеу мен балау жолдарын табуда.

Биотехнологияның зерттеу объектісіне көптеген тірі ағза түрлі (бактериялар, ашытқылар, вирустар, ісік жасушаларының ағзалары) өсімдіктер, жануарлар, сондай-ақ олардың оқшауланған жасушалары мен субжасушалық құрылымдары жатады. Биотехнология осы тірі жүйедегі жүріп жатқан физико-химиялық, биохимиялық және генетикалық процестерді, оларда жүретін биосинтез, энергияның түзілуі, бұзылуы, сондай-ақ ұйымдастырылған биохимиялық құрылымдардың қалыптасуын қолданады. Сонымен, табиғаттың өзі биотехнологияға табиғи базалық бағыт береді. Көптеген ғылыми және өндірістік мәселелерді шешу үшін осы табиғи базаны дұрыс қолдану керек.

К. Эреки микроорганизмдерді қолдана отырып, белгілі бір өнімді алу процесін анықтады. Сөйтіп 1919 жылы К. Эреки ғылымға «биотехнология» терминін енгізді. Ертеде биотехнологиялық процестердің қолданылуы б. з. д. VІ ғ. Вавилонда сыра қайнатудан басталған. Бұл адамның табиғи биотехнологиялық үрдістерді тәжірибеде қолданғаны жайлы ерте жазбалар болып табылады.

Ерте кездерден адамдар биотехнологияның процестерді нан пісіруде, шарап жасауда, сүт өнімдерін ашытуда және т. б. өндірістерде қолданғаны мәлім. Көне заманға қарағанда қазіргі адамзат және ғылымның даму сатысында биотехнология дамуы ғылыми техникалық процестің заманауи сатысымен сипатталады.

Биотехнологияның пайда болуы мен дамуының бірінші кезеңінде микробиологтар мен энзимологтар көптеген нәтижеге жетті, ол соңғы 15-20 жылы оның дамуы молекулярлық биология, жасушалық ультра құрылымды биология, вирусология, генетикамен байланысты. Заманауи биотехнология ғылыми - техникалық процесте алда дамып келе жатқан ғылымдардың бірі.

Болашақта ол денсаулық сақтауда кордиологияның мәселелерді түбімен шешуді, қоршаған ортаны қорғауда, көптеген өнеркәсіп өнімдерінің саласын, көпшілікті сауда-саттықпен қамтамасыз етуді, жалпы өмір сүру процесін тереңнен зерттеуі көздейді.

Қазіргі кезде биотехнологияда ветеринарияда бағалы биологиялық белсенді заттар мен биопрепараттарды (антибиотик, фермен, гормон, дәрумен және т. б. ) өндіруде биологиялық әдісті қолданумен сипатталады. Микробиологиялық биосинтез негізінде мал шаруашылығы мен ветеринарияда қолданатын ақуызбен аминқышқылының алу әдісі жасалынды. Гендік және жасушалық инженерияның дамуы бұрын қол жетпеген заттарды (инсулин, интерферон, өсу гормоны) үлкен көлемде, сондай-ақ жаңа және жоғары өсімдік, жануар және микроақзалар сорттарын алуға мүмкіндік береді. Биотехнология жетістіктеріне иммобилденген ферменттердің қолданылуы мен ветеринарияда гибридома және олармен өндірілетін антиденелер диагностикамен емдеу препарат ретінде кең қолданыс тапты.

ГЕНДІК-ИНЖЕНЕРИЯЛЫҚ ПЕН МИКРОБИОЛОГИЯЛЫҚ ӨНДІРІС

Мақсаты: Гендік инженерия мен микробиологиялық өндіріске анықтама беру.

Мазмұны:

1. Гендік-инженерияда микроорганизм штаммдарын конструкциялау, биологиялық активті продуценттердің байланысы.

2. Ұлттық микроорганизм коллекциясы.

3. Өндіріс штамдарды сақтау және күту.

Медицина мен ветеринариядағы мәселелерді шешудегі продуцент штамдардың маңызы. Биотехнологияның негізгі құрылымды бөлігінің бірі гендік инженерия болып саналады. Ол 70 жылдардың басында қалыптасып, бүгінгі таңда үлкен жетістіктерге қол жеткізді. Масштабты көлемде түрлі ақуыздарды алу үшін гендік инженерияның әдістері бактерия, ашытқы және сүтқоректілердің жасушаларын «фабрикаға» айналдырады. Бұл ақуыздың құрылымы мен қызметін анықтауға және оларды дәрілік құрылым ретінде пайдалануға мүмкіндік береді.

Қазіргі кезде ішек таяқшасы (Е. coli) маңызды инсулин және соматотропин гормондарының тасымалдаушысы болады. Соматотропин - гипофизбен секрецияланатын, адамның өсу гармоны. Бұл гормонның жетіспеуі гипофиздік карликтікке ұшыратады. Егер соматотропинды әр кг- на 10 мл мөлшерде аптасына үш рет ексе, онда бір жылдың ішінде соматотропин жетіспейтін баланың бойы 6 см өсуі мүмкін. Бастапқы кезде оларды өлекселерден алған, бір өлекселерден 4-6 мг соматотропин фармоцефтикалық препаратын алған. Бұл әдіспен гормондар шектеулі көлемде алынады және алынған гормондар бірнеше компоненті болып олардың құрамында ырғақты дамитын вирустар болуы мүмкін. 1980 жылы «Genehtec» компаниясы бактериялардың көмегімен соматотропин өндірудің жаңа технологиясын ойлап тапты, бұл технология жоғарыда айтылған кемшіліктер болған жоқ.

1982 жылы Франциядағы Пастер институтында E. coli мен жануар жасушасының культурасында адамның өсу гормоны алынды, ал 1984 жылы СССР- де инсулиннің өнеркәсіптік өндірісі басталды. Интерферон өндірісінде Е. сolli, S. сerevisal, сондай-ақ, фибробласт өсіндісін немесе трансформацияланған лейкоциттерді қолданады. Аналогиялық әдіспен қауіпсіз және арзан вакциналар алынады.

Рекомбинанттық ДНҚ технологиясы дәстүрлі емес «ақуыз-ген» байланысына мүмкіндік ашты, бұл «қайтарымды генетика» деген атқа ие болды. Бұндай байланыста жасушадан ақуыз бөлініп алып, осы ақуыздың генін кодталынады, геннің мутациясын түзіп, ақуыздың өзгерген формасын кодтап модификацияға ұшырайды. Соңында алынған генді жасушаға енгізеді, егер ол экспрессияланса, онда оны тасымалдаушы жасуша мен оның ұрпақтары өзгерген ақуызды синтездейді. Осындай әдіспен дефектифті гендерді түзеп, тұқым қуалайтын ауруларды емдеуге болады.

Құрылымды гендердің экспрессиясы мутация нәтижесінде түрлі деңгейде өзгеруі мүмкін.

Биотехнологияның негізгі міндеті - ол жоғарғы өнімді организмдер алуға бағытталған перспективті мутанттардың селекциясы.

Оперон оймағымен жүйелі дефектісі бар мутанттарды - жүйелі деп атайды, олар конститутивтық ферменттердің биосинтезін қамтамасыз етеді. Соңғы өнім түзуде шектеулі қабілетті мутанттарды ауксотрофтылар деп атайды. Ингибитордың реакцияға қатыспауына байланысты субстратты қолдану мен микроағзалардың өсуі жалғасады. Тәжірибеде жоғарғы өнімді ағзалар екі түрлі мутацияға ие болады, жүйелі-ауксотрофты мутанттар деп аталады.

Дефектифті экспрессия генінен мутантарды сұрыптауда және зат алмасуды реттеуде эффективті селекция әдістері қолданады. Олардың бірі толық өнімнің аналогиялық құрылымына тұрақты мутант алудан тұрады.

Ал екінші әдістің негізгі ревертантарды ауксотрофты мутанттардан бөліп алуда жатыр.

Микроорганизмдердің ұлттық коллекциялары. Микробиологиялық өндірістердің негізгі өнеркәсіптік штаммдарды құрастыру, олардың өнімділігі мен өнімінің сапасының жоғарылауы және генетикалық сипаттамасы мен биологиялық құрылымын қолдау болып табылады.

Штаммның пайдалы құрылымдарын технологиялық процесте сақтау керек, және олардың өнімділік сапасын жақсарту қажет. Сондықтан-да биотехнологиялық өндірісте таза өсінділерді бөліп алу жұмыстары жүргізіледі. Таза өсінділерді бөліп алудың негізгі міндеті зертханалық зерттеулердің нәтижесінде алынған. Продуценттің пайдалы құрылымын үнемі және берік өндіру болып табылады.

Микровирустарын түрлі халық және ауыл шаруашылығында, медицина мен өндірісте эфективті түрде пайдалану, оларды сақтауда жаңа кәсіпкерлікті алуға жол береді. Жоғарыда айтылып өткен мәселе бір жолы әр штамм туралы жайлы кеңейтілген мәлімет беріп, микроорганизм өсіндісінің коллекциясын құру болып табылады. 1970 жылы бүкіл әлемдік микроорганизм өсіндісінің коллекциялық федерациясы бекітілген. Көпшілік колекциясы микроорганизмдердің халықаралық депонирлеу Будапештік келісімінің қатысушылары болып, халықаралық атаққа ие болған: DSM (Германия), JFO (Жапония), CNCM (Франция), ВКПП, ВНИИ генетика (Ресей) және т. б. Ал Қазақстанда ҚазНИИ тағамдық өндірістік, вирусология және микробиология институты, «Азықтандыру мәселелері» ЗАО коллекциялары бар.

Ветеринариялық вирус вакциналары мен балау препараттарының продуцент-штамдарының коллекциялық микроорганизмдерін НИИ - да сақтайды (Онтүстік-Қазақстан аудан, Гвардейский), бактериялық және саңырауқұлақ инфекцияларының коллекциялық микроорганизмдерін МУ «Ветеринариядағы мониторинг, референция, зертханалық балау мен әдістемелік ұлтық орталығы» АШМ ҚР сақтайды.

Астана қаласында «Республикалық микроорганизмдер коллекциясы» өндірістік-бағалы микроорганизмдер мен моноклональды антиденелердің продуцент-гибридомдерге жағдай туғызып, Ұлттық Биотехнология орталығында сақталуда. Осы коллекцияда төмендегідей микроорганизм түрлері сақталуда: Lactobacillus, Streptососсus, Staphylocoсcus, Bacillus, Streptomyces, Candida және т. б.

№ 3 -дәріс тезисі

ИНСУЛИННІҢ БИОТЕХНОЛОГИЯСЫ

Мақсаты: Денсаулық сақтау тәжірибесінде инсулинді алудың екі әдісімен таныстыру.

Мазмұны:

Гендік-инженерлік адам инсулинін өндірістік масштабтаудағы жолдары;

Штамм-продуцентін культивирлеу, инсулинді тазалау, инсулин идентификациялау;

Инсулиннің дайын емдік форма өндірісі. Инсулиннің фармакологиялық және токсикологиялық қасиеттерін зерттеу.

Гормондар - қанға ішкі секреция бездері бар ұлпалы сұйықтық бөлетін және ағза қызметіне басқарушы әсер ететін биологиялық белсенді заттар жиынтығы. Қазіргі кезде 30 гормон және гормон тәріздес заттар белгілі. Көптеген гормондарды сойылған малдың ішкі секреция бездерінен сорып алу жолымен алады, кейбіреулерін (инсулин, тестостерон, адреналин, тироксин, артық гипофиз гормоны, окситоцин, вазопрессин) синтетикалық жолмен шығады.

Бір гормондар өздерінің химиялық табиғатына байланысты ақуыздарға жатады (асқазан асты безінің гормоны, гипофиз), екіншілері май тәрізді заттар - стероидтарға, үшіншілері ақуыз ыдырауының жай өнімдері тәрізді болады (бүйрек үсті безінің милы гормоны, қалқанша безінің белсенді бөлігі) .

Классикалық тұқым қуалайтын аурулар ағзаның барлық жасушаларында бар гендердің дефектімен сипатталады. Бұл дефект патологияға әкеледі. Диабетке әкелетін инсулин геннің зақымдануы нағыз тұқым қуалайтын ауру болып табылады. Ал қалған жағдайларда бұл аурудың инсулин гені бұзылмаған. Бірақ ол асқазан асты бездерінің В-жасушаларында қызмет атқарады. Ал қалған барлық жасушаларда көптеген басқарулардан іске қосылмаған. Адам инсулин жеткіліксіздігінен өліп кетсе, реттеушілік жасушада бірде-бір инсулин генінің қосылуына жол бермейді. Сондықтан қант диабетімен ауыратындарды емдеу үшін жасанды түрде енгізілетін инсулин ұсынылған.

Денсаулық сақтау тәжірибе үшін инсулин алудың екі әдісі. Диабетті емдеу үшін керек инсулинді алғашқы кезде сойылған жануарлардың асқазан асты безі жасушаларынан алған, сол себепті оның бағасы өте қымбат болған. Жануардың инсулині өзінің аминқышқыл реттілігімен адам инсулинімен бірдей емес, сондықтан ол кейбір адамдарға әсер етпейді, тіпті адам оны көтере алмауы мүмкін. Инсулиннің жоғары бағасы мен шектеулі ресурсы оның терапевтік кең масштабта қолданылуын тежеді. 100 г кристаллды инсулин алу үшін 800-1000 кг асқазан асты бездері қажет, ал сиырдың бір безі 200-250 г болады. Бұл инсулинді диабетиктер үшін қымбат және қол жеткізуге қиын етті.

Инсулиннің жетіспеушілігімен байланысты және оны қолдану қажеттілігінен қант диабетімен ауыратындар үшін шошқа инсулинін адам инсулиніне айналдыру мүмкіншіліктері қарастырылды. Химиялық модификация жолымен жануар инсулинін адамдікінен еш айырмашылықсыз етілді, бірақ бұл өнімнің қымбаттауына әкеп соқты.

Адамның генді-инженерлік инсулинінің алынуы. Соңғы уақытта микробиологиялық синтез көмегімен гормональды стероидтық препараттарды алу әдістері жасалынған. 1978 жылы «Генентек» компаниясының штамында құрастырылған инсулинді алды. Инсулин ұзындығы 20 және 30 аминқышқылдай 2 полипептид тізбегінен тұрады. Олардың дисульфидті байланыспен қосылуы кезінде нативті екі тізбекті инсулин пайда болады. Ол өзінде E. Coliақуыздарын, эндотоксин және басқа қосылыстарды құрамайтындығы, жануар инсулині ретінде кері әсер бермейтіндігі, алайда биологиялық активтілігінде айырмашылығы болмайтынын көрсетілген.

Ақырында, E. сoli жасушаларында проинсулин синтезі жүргізілді. Ол үшін РНҚ матрицасында кері транскриптаза көмегімен ДНҚ- көшірмесін синтездеген. Алынған проинсулинді тазартудан кейін оны ерітіп, нативті инсулин алды және осы кезде экстрация және гормон бөлу этаптары минимумға теңгерілді. 1000 л өсінді сұйықтықтан 200 г гормон алуға болады. Бұл шошқа немесе сиырдың 1600 кг асқазан асты безінен бөлінетін инсулин мөлшеріне эквивалентті.

1982 ж бастап Eli Lilly компаниясы А және В тізбегінің ішке таяқшасы мен бөлек синтез негізінде геннді-инженерлік инсулин шығарады. Өнім бағасы төмендейді. Алынатын инсулин кері әсерін бермейді, себебі гендік микроорганизмде адам гормонын синтезін кодтайтын ген орналастырған. Бұрын 1 г инсулин алу үшін 8 кг асқазан асты безі қажет болатын, ал қазір ішек таяқшасының бактериялары өсірілетін 5 л көлемдегі өсінді орта болса болды.

Адамның генді-инженерлік инсулинін шығаруды масштабтаудың концептуальды тәсілдері:

-продуцент-штаммін өсіруі;

-инсулин тазартуы;

-инсулин идентификациясы;

-дайын дәрілік инсулин формаларының шығарылуы;

-инсулиннің фармакологиялық және токсикологиялық қасиеттерінің зерттелуі.

№ 4 -дәріс тезисі

АНТИБИОТИКТЕРДІҢ БИОТЕХНОЛОГИЯСЫ

Мақсаты: Жаңа дәуірдің антибиотиктерін құру. Жоғары синтезді антибиотиктерді алу.

Мазмұны:

1. Жаңа штамм-продуценттерін алу. Антибиотиктердің мутасинтезы;

2. Табиғи антибиотиктердің химиялық трансформациясы;

3. Пенициллинді мысал ретінде алу технологиясы. Антибиотиктердің резистентілігі.

Микроорганизмдердің және жануар жасушаларының кейбір түрлерінің қолданылуы жүретін биотехнологиялық процесс кезінде алынатын өте маңызды қосылыстар болып антибиотиктер биологиялық белсенді заттар «интерферон, интерлейкин, лимфокин» саналады.

Антибиотиктер (грек. Anti - қарсы, bios - тіршілік) - саңырауқұлақтардың, бактериялардың, жануарлардың және өсімдіктердің тіршілік процесінде пайда болған және синтетикалық жолмен жасалған, микроорганизмдерді, саңырауқұлақтарды, риккетцияларды, ірі вирустарды, қарапайымдылар мен жеке гелминттерді таңдап басу және өлтіру қасиеті бар биологиялық белсенді заттар.

Пайда болуына байланысты 5 топқа бөлінеді:

1. Саңырауқұлақпен жасалынатын антибиотиктер (пенициллин, цефалоспорин, фумагиллин, гризеофульвин, трихоцетин)

2. Актиномицеттен жасалынатын антибиотиктер (стрептомицин, неомицин, канамицин, гентамицин, тилозин, хлортетрациклин, хлорамфеникол, эритромицин, леворин, новобиоцин, рифампицин, нистатин)

3. Бактериялардан бөлінген антибиотиктер (грамицидин, колицин, пиоционин, субтилин, полимиксин)

4. Жануардан алынған антибиотиктер (эритрин, экмолин, лизоцин, интерферон)

5. Өсімдіктерден алынған антибиотиктер (сарымсақ фитонциді-аллицин, рафанин, иманин, фитоалексиндер-пизатин, фазеолин)

Микробтарға әрекет ету бойынша антибиотиктер бактериоцидтік, бактерия өлтіргіш және микробтың өсуі мен дамуын тежейтін бактериостатикалық болып бөлінеді.

Микроорганизмдерге әрекет етуіне байланысты антибиотиктерді

бірнеше негізді топтарға бөлуге болады:

1. Бактерия қабырғасының синтезін ингибирлейтін;

2. Цитоплазма мембранасының қызметін бұзушы;

3. Рибосомалық суббөлшектерді бұзушы және ақуыз синтезін тежеуші;

4. Нуклеин қышқылдарының синтезін таңдап басушы: а) РНК синтезінің ингибиторы, б) ДНК синтезінің ингибиторы.

Бастапқы даму сатысында кішкене көлемде шығарылған антибиотиктер қазіргі уақытта заманауи техникалық жаңалықтармен және жаңа биотехнологиялық әдістермен жабдықталған ірі антибиотикалық өндіріске айналған. Дүние жүзінде жылына 1-даған тонна антибиотиктер өндіріледі, ветеринарлық және гуманитарлық медицинада түрлі дәрілік заттардың ортасында өндірілу көлемімен тәжірибеде қолданылуында олар бірінші орында тұр. Терапиялық емес бағыттағы антибиотиктер мал шаруашылығында аурудың алдын-алу мен жануарлардың өсуін жақсарту мақсатында кеңінен қолданылады. Антибиотиктердің ашылуы мен бөлінуі үздіксіз кеңейтілуде. 1940 жылы қазіргі уақытқа тоқталатын болсақ 6000-нан астам антибиотик бөлініп алынған.

Антибиотиктердің жаңа түрін алу әлі де жалғасуда. Олардың жаңа

түрінің іздестірілуі төмендегідей:

1. Күнделікті қолданылып жүрген антибиотиктерге кейбір патогенді микроорганизмдердің түрлерінің сезімталдылығы төмен, сондықтан да, эффективті антибиотик қосылыстарын іздестіруге тура келеді;

2. Антибиотиктерді ұзақ мерзімді пайдалансақ, инфекциялаудың барлық түрінде де микроорганизм штаммдарының резистенті формадағы селекциясы өтеді. Ұзақ уақыт антибиотиктерді қолдану патогенді микроорганизмдердің эволюциясының бекінуіне бағытталған;

3. Антибиотиктердің қолданылуы кеңейіп, олардың тәжірибелік қолданылуының телімділігі жоғарылады.

Көбінесе микроорганизмдерді антибиотиктердің продуценті ретінде

қолданылады. 50 жылдары негізінен саңырауқұлақтар мен бактериялар қолданылды, ол 60 жылдары антибиотиктік қосылыстардың продуценті ретінде стрептомициндер қолданыла бастады, ол кейінгі жылдары актиномицеттер мен т. б. микроорганизмдер топтары қолданылып жүр. Жоғары сатыдағы өсімдіктер мен жануарлар антибиотиктердің продуценті бола алады.

Осы уақытқа дейін жоғары өнімділік беретін антибиотиктер продуцентінің бағалы өндірістік штамдарын негізінен табиғи микроорганизмдерді селекциялау және мутагенез әдісімен алған. Сонымен, селекция және ферментация технологиясының жетілуі өндірістік пеницилинді шығаруда 20 г/л жетті, Бұл продуцентпен микроорганизм штамдарымен салыстырғанда 1000 есе жоғары. Соңғы жылдары гендік инженерия әдісімен суперпродуценті антибиотиктерді конструкциялауда үлкен мүмкіндіктерге қол жеткізілді. Сонымен, антибиотик биосинтезінің ферменттерді қолданудың болашағы зор.

Антибиотиктерді алу үшін қолданылатын орта құрамында қымбат тұратын заттар (глюкоза, лактоза) мен дефецинтті көбік басқыштар (кашалатьв майы және т. б. ) болады, сондықтан да антибиотиктерді өндіру шығындары қымбатқа түседі. Жақсы фильтрациялаушы қасиеті бар және антибиотиктерді тазалаумен бөлуде экономикалық әдістерді қолдануды қамтамасыз ететін, арзан қоректік орталарды сұрыптап шығаруға бағытталған зерттеу жұмыстары жүргізілуде.

Продуцент микроорганизміне араласу әдісі шығарылды, яғни бұл белгілі антибиотик биосинтезі мен екінші бір үрдістің алмасуына мақсатты бағытталған. Кейбір продуценттер бір мезгілде түрлі арақатынастағы бірнеше антибиотиктерді түзе алады.

Культиверлеу жағдайын, яғни орта компоненттерінің құрамын, қышқылдық, белсенділікті, аэрацияны және т. б. өзгерту мен антибиотик биосинтезінің деңгейін басым қылуға немесе күшейтуге болады. Жаңа технологияларға жататыны: культиверлеу кезеңінде қоректік орта компаненттерінің бөлшектік қоспасы, белгілі метаболизм жолдарында көміртегі метаболизмінің реттелуі және т. б.

Антибиотиктерді көптеп өндірілуде асептикалық жағдайдағы аэробты ферментацияның тереңдік әдісі қолданылады, бұл 50-200³м көлемдегі кезеңді аппараттарда жүргізіледі. Ферментацияның ұзақтығы 7-10 тәулікке созылады. Қазір жартылай үздіксіз және үздікті ферментациялық үрдістер енгізілуде. Зең саңырауқұлақтарынан терең культивирлеу әдісімен антибиотиктерді алу кезінде оның бетінде тармақталған грифтердің қопсытылған қабаты пайда болады, бұл ортаның тұтқырлығын жоғарылатады және оттекті аэрацияны қиындатады. Продуценттерді тереңдік культивирлеудің кері факторларына ортаны фагтар мен антибиотик-резистентті микроорганизмдермен инфицирлеу жатады.

Табиғи антибиотиктерді химиялық немесе биологиялық әдістермен

молекуласын модификациялау антибиотиктер биотехнологиясындағы ірі жетістіктердің бірі болып табылады. Кейбір антибиотиктердің молекулалық құрылымына (пенициллин, цефалоспорин, тетрациклин) өзгеріс енгізу әдісімен антибиотиктің жаңа жартылай синтетикалық түрі алынды. Антибиотиктер биотехнологиясының бұл бағыты 35-38 жыл бұрын басталды, осы бағыттың дамуы әртүрлі антибиотиктер топтарының молекулалық құрылымының меңгерудегі жетістіктермен тікелей байланысты. Осы әдіспен 2-нан астам пенициллин, 8 цефалоспорин, 3500 тетрациклин және т. б антибиотиктер алынды. Жартылай синтетикалық антибиотиктердің 15-16 қосылыс тәжірибелік қолданыс тапты. Кең микробқа қарсы әрекет спектрларымен және күшейтілген микробқа қарсы эффектімен қосылған табиғи молекулалардың бағытталған трансформация әдісімен. Мысалы, табиғи пенициллин өз құрамында көптеген пенициллиндердің жалпы құрылымды - 6 аминопенициллин қышқылды қоспасынан тұрады. Пенициллин-амидазаны иммобилизациялауды антибиотиктер 15 жыл бұрын басталған. Бұл қышқылды ортада жоғары биологиялық белсенділікке ие, кең спектр қатынасындағы микробқа қарсы белсенділігі жоғары, адам мен жануар организмдегі қатынасында токсинділігі төмен, сондай-ақ, ß-лакталазаға төзімді үлкен көлемді жартылай синтетикалық пенициллиндерді алуға жол ашты.

Антибиотиктер биотехнологиясындағы инженерлік-энзимологиялық әдіс мұнымен аяқталмайды. Пиницилинамидаза гидролиз эффектісін цефалоспорин молекуласына да таратады. Бензилпенициллин сияқты иммобилизацияланған пенициллинамидаза в-лактанды сақинаның құрылымына жоламай, тек қана цефалоспориннің жанындағы топтардың молекулаларын ғана ерітеді. Екінші биотехнологиялық үрдіс 7-АДЦК өндірістік фенилацетатқа сәйкес гидролиз жолымен алады. Сонымен, жаңа болашағы зор антибиотиктер тобы-жартылай синтетикалық цефалоспорин алу мүмкіндігі ашылды.

Мутасинтез әдісімен модификацияланған антибиотиктерді алуға

... жалғасы

Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.