Антибиотиктер биосинтезінің түрлі жолдары



Жұмыс түрі:  Курстық жұмыс
Тегін:  Антиплагиат
Көлемі: 25 бет
Таңдаулыға:   
Жоспар
I. Кіріспе
II. Негізгі бөлім
* Биотехнология
* Антибиотиктер биосинтезінің түрлі жолдары.
* Вакцина биотехнологиясы
* Антиденелердің құрылысы мен қызметі. Гибридомдар, олардың қасиеттері жəне алу жолдары. Моноклональды антиденелер.
* Моноклоналдык антиденелер технологиясы

III. Қорытынды
IV. Қолданылған әдебиеттер

Кіріспе
Қазіргі заманғы экономиканың инновациялық дамуы үшін бастысы технологияларды дамытудың үш бағыты: ақпарат технологиялары, нанотехнологиялар және биотехнологиялар болып табылады. Аталған бағыт табиғи энергетикалық ресурстар көз жетерлік келешекте түгесілетін болуымен, атап айтқанда инновациялық биотехнологиялар биоэкономика деп аталатын жүйені құрайтындығымен айрықша өзекті сипат алады. Биотехнология жоғары технологиялардың жедел дамып келе жатқан салаларының бірі болып табылады. Жоғары экономикалық әлеуетінен бөлек, биотехнологияның ерекшелігі, оның жаңа дәрі-дәрмек препараттары, жаңа медициналық нанотехнологиялар, жаңа тағам өнімдері және қоршаған ортаны қорғау арқылы халықтың өмір сүру сапасына қуатты әсер етуі болып табылады. Өмірлік маңызы бар фармацевтикалық препараттардың (вакциналар, диагностикумдар, микробқа қарсы емдік препараттар, инсулин және т.б.) биотерроризмнің қауіптілігін сақтайтын рөлін және микробиологиялық қаруды қолдануды, елді негізгі азық-түлік өнімдері бойынша өзін-өзі азық-түлікпен қамтамасыз етуді іске асыруды ескеріп, ұлттық қауіпсіздікті қамтамасыз етуде биотехнологияның рөлі жоғары.

Биотехнология
Биотехнология (bios - тіршілік; thechne-өнер, шеберлік;logos-ғылым) - тірі ағзалар мен биологиялық үрдістерді өндірісте пайдалану; экономикалық құнды заттарды алу үшін ген және жасуша деңгейінде өзгертілген биологиялық объектілерді құрастыру технологиялары мен пайдалану жөніндегі ғылым және өндіріс саласы.
Биотехнологияның негізгі объектісі - тірі жасушалар, атап айтқанда жануар, өсімдік текті жасушалар және микробтар немесе олардың биологиялық белсенді метаболиттері.

Биотехнология тарихы
Алғаш рет биотехнология термині 1917 жылы Карл Эреки шошқаларды қант қызылшасымен қоректендіру кезінде олардың өнімдерінің жоғарылауы жасалған жұмыстарының нәтижесінде берілген.
Биотехнологияның пайда болуы мен даму тарихында ғылыми пән ретінде голланд ғалымы Е.Хаувинк 5 кезеңді ажыратты.
1. Пастер ғасырына дейінгі кезең (1865 жылы). Сыра, шарап, нан өнімдері және сыра ашытқыларын,
ірімшік алғандағы спирттік және сүт қышқылды ашытуды қолдану. Сірке қышқылын және ферментативті өнімдерді алу.
1. Пастер ғасырлық кезеңі (1866-1940 жж) - этанол, бутанол, ацетон, глицерин, органикалық қышқылдарды, вакциналарды өндіру. Канализациялық суды аэробты тазалау. Көмірсулардан азықтық ашытқыларды өндіру.
2. Антибиотиктер кезеңі (1940-1960жж) - тереңдетілген ферментация жолымен пенициллин және басқа антибиотиктерді алу. Өсімдік жасушаларын дақылдау және вирустық вакциналарды алу. Стероидтардың микробиологиялық биотрансформациясы.
3. Меңгерілетін биосинтез кезеңі (1961-1975) - микробты мутанттар көмегімен амин қышқылдарын өндіру. Тазартылған ферменттік препараттар алу. Иммобилизацияланған ферменттерді және жасушаларды өндірістік қолдану. Канализациялық суларды анаэробты тазалау және биогаз алу. Бактериалды полисахаридтерді өндіру.
4. Жаңа биотехнология кезеңі (1973 жылдан бастап) - биосинтез агенттерін алу мақсатында жасушалық және генетикалық инженерияны қолдану. Моноклоналды антиденелерді өндіретін будандарды, протопласттарды және меристемді дақылдарды будандастырып алу. Эмбриондарды трансплантациялау.

Биотехнология салалары
Биотехнология ғылыми пән және өндірістік технология есебінде тірі жасушаның биоөндіргіштік белсенділігін зерттеуге, сапалы өндірушілік қабілеті бар және әртүрлі салаларда: ауыл шаруашылығында; фармацевтикада; тағам өнеркәсібінде; биоэнергетикада; қоршаған орта ремедиациясында; биоэлектроникада; тағы басқаларда қолданылады.

Биотехнология және оның негізгі бағыттары
Биотехнология дегеніміз -- биологиялық организмдердің қатысуымен жүретін процестерді, адамның мақсатына сай өзгерту арқылы өндірісте пайдалану. "Биотехнология" деген терминді алғаш рет 1919 жылы венгр ғалымы К.Эреки енгізді. Қазіргі биотехнологияның басты мақсаты -- өсімдіктердің жаңа сорттарын, жануарлардың асыл тұкымын, микроорганизмдердің штаммаларын шығару. Оны адам өміріне қажетті заттар өндіру үшін биологиялық нысандар мен процестерге негізделген жаңа ғылымның және өндірістің сапасы деп қарауға болады. Ата-әжелеріміз ежелден микроорганизмдерді қымыз бен шұбат, айран ашытуға, құрт пен ірімшік жасауға, нан пісіруге, тері илеуге, т.б. қажетті заттарды дайындауға пайдаланған. Қазіргі биотехнологияның мынадай негізгі бағыттары бар: микробиологиялық өндіріс, жасушалық инженерия жөне гендік инженерия. Биотехнологияда биохимия, микробиология, молекулалық биология, генетика ғылымдарының жетістіктерінің нәтижесінде өте бағалы биологиялық белсенді заттар -- гормондар, ферменттер, витаминдер, антибиотиктер, органикалық қышқылдар -- сірке, лимон, сүт және кейбір дәрі-дәрмектер алынады. Қазір ең жоғары өнімді микроорганизмдер штаммаларының көмегімен 150-ден астам биологиялық заттардың түрлері синтезделді. Мысалы, адамда және кейбір жануарлар организмінде синтезделмейтін аминқышқылы лизинді тек микроорганизмдер арқылы алады. Егер жануарлар организмінде лизин жетіспейтін болса, оның денесінің өсуі тоқтайды. Сондықтан лизинді жануарлардың жемшебіне қосып береді. Биотехнологияның биологиялық әдістерін қоршаған ортаны ластанудан тазарту үшін қолданады. Ластанған суларды микроорганизмдердің көмегімен тазартады. Үлкен қалалардың, өндіріс орындардың шығарған зиянды қалдықтарын тазарту кейбір бактериялардың қатысуымен жүреді. Металл қалдықтарымен (уран, мыс, кобальт, т.б.) ластанған суларды тазарту үшін оларды өз жасушаларына жинайтын бактериялардың түрлерін пайдаланады. Сонымен биотехнология экологиялық мәселелерді шешуге қатысады. Үндістанда, Қытайда, Филиппинде үйлерді жылытуға және тамақ дайындауда биогаз -- метан мен кеміркышқыл газдың қоспасын пайдаланады. Ол үшін арнаулы контейнерлерге малдың қиын, қант өндірісінің, ауыл шаруашылығы заттарының калдыңтарын жинап, оларға бактерияның арнайы себіндісін қосады. Осы қоспадан биогаз алады.

Гендік инженерия
Соңғы жылдары молекулалық биология мен генетика ғылымдарының жетістіктеріне байланысты гендік инжерения ғылымы пайда болды. Гендік инженерия организмдердің жаксы қасиеттерін сақтап қалумен қатар оған сапалы қасиет бере алады. "Инженерия" термині құрастыру деген мағынаны білдіреді. Гендік инженерияның мақсаты -- алдын ала белгіленген үлгіге сәйкес генотипі жағынан жақсарған организмдер алу. Алғаш рет гендік инженерияның тәсілдерін пайдаланып инсулин алды. Инсулин гормоны адамның ұйқы безінде жасалынады. Егер инсулиннің түзілуі бұзылатын болса, адам диабет ауруына шалдығады. Қазір дүние жүзінде 60 млн-нан астам адам диабетпен ауырады. Осы уақытқа дейін инсулин гормонын сиыр мен шошқаның ұйкы безінен алатын. Ал инсулинге тәуелді адамдардың саны жылдан-жылға арта түсуде. Осы себептерге орай адамның инсулин генін бактерияға гендік инженерия әдісімен көшіру керек болды. 1982 жылы адамның инсулин синтездейтін генін ішек таяқшасы бактериясының генотипіне енгізді. Сонда көлемі 1000 л бактерия себіндісінен 200 г-ға дейін инсулин өндіруге болады екен. Бұрынғы әдіс бойынша есу гормонының мұндай мөлшерін өндіру үшін сиырдың немесе шопщаның 1600 кг ұйқы безі қажет болар еді. Инсулиннен кейін гендік инженериялық әдіспен самотропин деп аталатын өсу гормонын бактерияларда синтездеу қолға алынды. Самотропин ірі қара малдардың сүтінің артуына қой мен шошканың еттілігінің жақсаруына әсер ететіні анықталды.

Жасушалық инженерия
Жасушалық инженерия жоғары сатыдағы организмдердің, өсімдіктер мен жануарлардың жеке жасушаларын және ұлпаларын жасанды көректік орта жағдайында өсіру. Жасушалық инженерия әдісі арқылы бір жасушаның ядросын екінші жасушаға көшіру және ядросыз жасушаларды өсіріп алуға болады. Жасаңды көректік ортада, яғни "in vitro" (жасанды) жағдайында жануарлардың (ит пен мысықтың, тышқан мен адамның) гибридтік жасушасын алған. Жануарлар жасушасын коректік ортада ұзақ өсіруге болады. 1997 -- 1999 жылдары жануарлар инженериясын зерттейтін ғалымдар үлкен табысқа жетті. Англияда Розлин атындағы институттың ғалымдары алты жастағы саулық қойдың желінінің жасушасын "in vitro" жағдайында өсіріп, анасы тектес ұрпақ алды. Жапон елінде осындай өдісті қолданып, ірі қара малдың тұқымын, Оңтүстік Африка мен АҚШ-та кұрбақа мен тышқанның дараларын шығарды. Қазір өсімдіктер биотехнологиясының ауыл шаруашылығында маңызды бағыттары коп-ақ. Біріншіден, есімдіктердің кез келген органдарынан жасушасын алып, коректік орта жағдайында өсіріп, тұтас өсімдік алуға болады. Екіншіден, осы әдіспен бір жылда 1 млн есімдік алуға болар еді. Үшіншіден, жасушалық биотехнологияға негізделген жасанды коректік ортада синтезделетін экономикалық маңызды косымша заттарды (алка-лоидтер, гликозидтер, хош иісті майлар, дәмді заттар, табиғи бояулар, т.б.) алуға болады. Төртіншіден, өсімдіктерді клондық көбейтуге және сауықтыруға болады. Мысал ретінде, Қазақстанда алғаш рет өсімдіктер биотехнологиясының негізін калаған профессор Ізбасар Рахымбаевтың басшылығымен, микрокөбейту әдісін пайдаланып, өсімдіктердің 2400-ден астам түрлерін шығарды. Осындай жұмыстардың нөтижесінде сирек кездесетін және жойылып бара жатқан өсімдіктердің генофондысын сақтауға және көбейтуге, сәндік өсімдіктердің бірегей сорттарын тез арада көбейтін алуға мүмкіндік туды. "In vitro" жағдайында сауықтыру әдісін қолдану арқылы шаруашылықта пайдаланатын картоптың барлық бағалы сорттарын шығаруға болады. Қазақ мемлекеттік ұлттық университетінің өсімдіктер физиологиясы және биохимия кафедрасында бидай мен арпа тозаңқаптарын өсіру жұмыстары табысты жүргізілді. Гаплоидтік регенерант өсімдіктер алынды. Қытай ғалымдары андрогендік гаплоидтер негізінде күріштің, бидайдың, жүгерінің, қара бидайдың, арпаның, т.б. дақылдардың сорттарын шығарды. Бір жасушадан алынған тұтас есімдік және оның ұрпақтары белгілі антибиотикке төзімді болады. Осында көрсетілген әдіс бойынша есімдіктердің температураға, тұзды топырақ және зиянды жөндіктерге төзімді касиеттерін арттыруға болады.
Антибиотиктер биотехнология, медицина тарихында ереше орын алды. Е. Хаувник 1984ж биотехнологияның даму кезеңдерін анықтағанда, оның бір кезеңін антибиотиктер дәуірі деп атаған. Әрине, бұл өте дұрыс, өйткені вакциналармен қатар антибиотиктер адамзатты жүз мыңдай, миллиондаған адам өмірлерін әкететін, меғмлекеттер тіршілігіне әлеуметтік және экономикалық былықты тудыратын глобальдық инфекциялардан сақтандырған. Бүгін олар өте маңызды, ең алдымен, қолданылатынбарлық дәрілердің ішінде 13% қамтитын емдеу-профилактикалық препараттар ретінде қарастырылуы.
Антибиотик термині (anti - қарсы, bios - өмір) 1944 жылы стрептомицин Stp.griseus продуцетін ашқан З. Ваксман енгізген болатын. Антибиотиктер - бұл антимикробтық бтологиялық белсенділігі бар табиғи заттар. Олар микробтық клеткалардан, өсімдік және жауар тіндерінен бөлінеді; химиялық жолмен синтезделуі де мүмкін.
Антибиотиктер пигменттер, алкалоидтар, уыттар сияқты мироорганиздердің екіншілік метаболиттері. Олардың биологиялық міндеті - қоректік ортадағы мироорганизмдердің басқа бөтен топтарының тіршілігін басып жою.
Бұл молеклярлық салмағы төмен, шамамен 1000 дальтон, клеткада амин қышқылдардан, көмірсулардан, май қышқылдарынан, пуриндерден және т.б. синтезделеді. Антибиотктер - бұл тікелей емес трансляцияның өнімдері, күрделі биосинтетикалық жолға ие. Сонымен қатар, антибиотиктернегізгі алмасудың метаболиттеріне жатпайды және клеткалар олардың қатысуынсыз тіршілігін сақтай алады.
Жалпы антибиотктердің 9000 астам түрлері белгілі, олардың 200 қосылысы медицинада және басқа саларда қолданылады. Олардың ішінде пенициллиндердің, цефалоспориндердің, әсіресе оларды жартылай синтетикалық туындылары.аминогликозидтердің, макролиттердің, сонымен қатар синтетикалық препараттардың ішінде - фторхинолдардың өндірісі басым.
Антибиотктерді басқа биологиялық заттардан айыратын қасиеті - олардың антимикробтық әрекеті және бұл әрекеттің бір бағыттылығы болуында.
Медицинада қолданылатын антибиотиктер ветеринарияда, ауыл шаруашылығанда қолданылмайды және керісінше.

Антибиотиктер биосинтезінің түрлі жолдары.
Антибиотиктер екіншілік метаболитер болып, өскен дақылдың стационарлық фазасында, идиофазасында синтезделеді.
Антибиотиктер продуцент клеткаларының ішіне жиналып, тек аз мөлшерде клеткадан тыс қоршаған ортаға (нистатин) бөліне алады, сонымен қатар, клетка ішінде ортақ мөлшерде болып, тура солай белсенді түрде (ристомицин, кандицидин) немесе басым ортаға (стрептомицин, тетрациклин, макролидтер) бөліне алады.
Құрамында ароматтық туындылар қамтитын антибиотиктердің көптеген түрі бар. Олар микроорганизмдер клеткаларында ароматикалық аминқышқылдардың түрленуі кезінде аралық және ақырғы өнімдерден синтезделеді. Бұл шиким қышқылының биосинтетикалық жолы.
Осылай, хлроамфениколдың және коринециннің ілеспелі С-С байланыстары хоризмді. Қышқылдан (n-аминофенилаланин - аралық метаболит арқылы), рифамциннің ароматикалық компоненті - антранил қышқылынан; актиномициннің ароматикалық сақиналары - антранил қышқылынан және т.б. ауыстырылады.
Негізгі бастапқы зат - шиким қышқылы эритрозо-4-фосфаттың (пентозо-фосфатты циклдің өнімі) фосфоенолпируватпен (гликолиз өнімі) конденсациялау нәтижесінде түзіледі де, одан кейін хоризмді қышқылға айналады.
Str.venezuelae клеткалармен хлроамфениколдың синтезі - ароматикалық аминқышқылы тирозиннің биосинтезіне ұқсас. Бірақ, хлроам-феникол синтезі езінде хоризмді қышқыл тирозин синтезі кезіндегідей n-оксифенилпирожүзім қышқылына айналмай, n-аминофенилпирожүзім қышқылына айналады.,
Көптеген антибиотиктер биосинтезінің негізгі кезеңі конденсация жолымен өтетін полимеризация реакциялары болып табылады:
- полимер тізбегінде кето- және метиленді топтардың кезектесіп ацетеат-малонатты (сирек пропионат-метилмалонатты) бірліктердің поликетидтегі синтезі;
- тиоматрицалық механизмі бойынша олиго- және полипептидтер түзілуімен жүретін амнқышқылдар;
- олигосахаридтердің түзілуіменқатар моносахаридтер (аминосахаридтер)
Бұл конденсация реакциялары микроорганизмдердің клетка қабырғалары компоненттері син\тезінің, метаболизм жолының негізгі реакцияларына ұқсас. Мысалы, поликетдті синтезін белгілі бір дәрежеде тиоматрицалық механизм, мембрана ретінде қарастыруға болады, ал көмірсу табиғатты антибиотиктер түзілуін грам теріс макроорганизмдердің клетка қабырғаларның полисахаридтер синтезіне ұқсастығы бар.
Полимеризациямен қатар антибиотиктер біріншілік метаболиттердің модификациясы жолымен немесе бірінші модификацияланаған метабулиттердің конденсацясымен синтезделе алады. Жеке антибитиктердің синтезі нуклеозидтердің метеболизмімен байланысты.
Стрептомицин, сизомцин және гентамицин сияқты аминогликоздтердің құрылымдық формулаларына жасалған сараптау негізінде айтуға болады, олардың биосинтезі көмірсулардың (глюкоза, аминоқанттар) бірліктеріне негізделген. Глюкозадан амногликозд молекулаларындағы қант қалдықтарынан бақа, олардың аминоциклоттық ферменті де синтезделе алады. Стрептомцин моликуласының басқа екі фрагменті пентоза (стрептоз) және L- глюкозамин де көмірсу текті. Стептомицин малекуласының синтезі осы 3 компонентінқосылуымен аяқталады. Антбиотиктің босинтезін микроорганизмдердің жиырмадан астам түрі ферменттері жүзеге асырады.
Жалпы актиномцеттермен және кейбір мицеллалы саңырауқұлақтармен снтезделетін 150 астам нуклеозид табиғатының антибиотиктері белгелі. Олардың биосинтезі пуриндік және пиримидиндік нукеотдтердің метоболизм жолының синтезіне ұқсас. Мысал ретінде, Str.antibioticus түзетін вирусқа қарсы видарабин деген антбиотик жолынан пайда болды.
Фунгицидтық қасиеті бар және ауыл шаруашылықта қоданатын полиоксин туыстығының антибиотиктер тобы тура сол нуклеозидтік табиғаттың және уридиннің метаболим жолының шығырылған.
Антибиотиктердің көп мөлшері поликетидті жолмен синтезделеді. Бұлар эритромицин, тетрациклин, рифамицн, макролдтер, полиэфирлік антибиотиктер. Олерды көбінесе актиномицеттер, сирек миксобактериялар және псевдомонадтар өндіреді. Аталмыш антиботикалық қосылыстардың полимеризация механизмі клеткалық мебраналардағы май қышқылдардың биосинтезіне ұқсас. Сонымен қатар қоса реакцияларды жүзеге асыратын біріншілік құрылымы ферменттердің биохимиялық реакцияларға да ұқсас.
Сөйтіп, актиномицеттердің күрделі тиоэфирлік қосылысты түзетін активті түрдегі ацетаттың және малонаттың конденсациясы (ацетил СоА) екі синтезбен жүзеге асырылды - І және ІІ типті поликетометиленсинтезі; бұл бастапқы биосинтез үрдісі поликетідті антибиотиктерге және май қышқылдарда ұқсас.
Пропион қышқылы және пропил спирті макролидті антибиотиктердің биосинтезін метилмалонил СоА арқылы ширатады.
Тетрациклиннің синтезін малонды қышқылдың моноамиді күшейтеді.
Эритромицин - бұл кето- және метилді топтары бар 14-атомды лактонды макроцил, оның қант қалдықтары келесі құрылыс белоктардан аонденсацияланады - ацетаттың 1 молекуласы, малонттың 4 молекуласы, метилмалонттың 7 молекуласы және этилмалонаттың 1 молекласы.
Рифамциннің құрылыс жүйелері - 3-амино-5-гидроксибензойлы қышқылды, малонттың 2 қалдығын, метилмалонттық 6 қалдығын қамтиды.
Поли эфирлік қосылыстарға жататын 80 астам антибиотиктер синтезделген. Бұл монензин, салиномицин және т.б. кокцидиозды емдеуде фунгистатиктер ретінде, ауыл шаруашылық жануарлардың өсуін ширатушы ретінде қолданады. Монензин А-ның құрылыс жүйелері - ацетонның 1 млекуласы, малонттың 4 моекуласы, метилмалонттың 7 молекуласы және этилмалонттың 1 молекуласынан құралған.
Пептидті антибиотиктердің бірсыпырасы рибосомадағы ақуыздардың транскрипция жүйелерін қолданумен өндіріледі. Бұндай антибиотиктер - лантибиотиктер деп аталады (құрамында треонин немесе серн мен цистеин қалдықтары арасында күкіртті байланыстары бар лантонинді құрылымдар бар). Бұл стрептококктар және бациллалармен өндірілетін низин және сбутилин; актиномицеттермен - анковенин және актогардин. Олар прелантибиотиктер деп аталатын ірі, рибосомаларда синтезделетін пептидтерден түзіледі. Мысалға, циклді пептидті антибиотик - граммицдин С6 идиофазада Dacillus brevis продуцирленеді, өйткені граммицидн С - синтетаза, клеткадағы өсудің логарифмді фазасы аяқталмағанша түзілмейді. Екі тізбектен тұратын күрделі антибиотиктер әр тізбегінде 5 маинқышқылдар қалдықтары (фенилаланин, прлин, орнитин, валин, лейцин) кездеседі.
Полимиксин В (продуценті топырақ апоратүзуші бактерия Baccilus polymyxa) аминқышқылдардың қалдықтарымен , май қышқылдар құрылымдарының қалдықтарымен айырмашылығы бар 20-дан астам түрлі полимиксиндердің өкілі болып табылады. Бұл антибиотик 3 бөліктен құралды: сызықты типептид, циклді пептид және 6-метлоктанды қышқыл қалдығы молекуланың пептидті емес бөлігі.

Микроорганизмдер - антибиотиктердің продуценттері.
Антибиотикалық заттарды көбінесе актиномицеттерге, бактерияларға, мицелиальды саңырауқұлақтарға жататын топырақ микрорганизмдердің түрлі топтары синтездейді. Бұлар сапрофттер, аэробтар, гетеротрофтар.
Топырақ анаэробтары, ацетонды-бутилді, дссульфатты, пропионды қышқылды бактерялар арасында антибиотиктер продуценттері сирек кездеседі, сесебі анаэробтар бәсекелеу ортасын ашыту метаболттердің жинақталуымен жасайды: бутанол, пропион қышқылы, сірке қышқылы, этанол сонымен қатар сульфидтердің, күкіртсутекті және т.б. өнімдер арқасынды.
Антибиотиктердің продуценттері сіке-қышқылды, тиолды. Метилотрофты бактериялар арасында кездеспейді. Бұл аэробтар бақталастыққа кірмейді, себебі қоршаған мкрорганизмдер олардың арнайы субстратын қолданбайды, немесе олар құрайтын өте қышқыл жағдайларда тіршілік ете алмайды.
Микроорганизмдердің бір түрі табиғаты жағынан әр түрлі антибиотиктерді өндіре алады және керісінше, бір антибиотикті таксономиялық топтары әр түрлі микрорганизмдер синтездей алады. Мысалға, Str.griseus-тің түрлі штамдары ортаның жағдайларына байланысты: амногликозид - стрептомицин, плоинді антибиотик - кандицидин, пептидті антибиотик - виридогризенді түзеді. Пенициллиндерді, бетелактамды антибиотиктерді мицелалы саңырауқұлақтардан басқа, кейбір актиномицеттер де синтездейді.
Антибиотиктердің продуценттері арасында доминантты орынды актиномицеттер алады. Микроорганизмдердің осы тобымен синтезделетін 4000 астам антибитиктер белгілі. Актиномцеттердің тек бір түрі Str.griseus 50 шақты антибиотикалық қослыстарды синтездейді. Бактериялар текті 1000 астам антибиотиктер белгілі, продуценттері көбінесе Bacillus туысының топырақ, споратүзуші бактериялары. Олармен минтезделетін антибиотиктер табиғаты пептидті.
Мцеллалы саңырауқұлақтар антибилтиктердің продуценттері ретінде, ең біріншіден беталактамдармен - пенициллн және цефалоспоринмен белгілі. Саңыруқұлақтардың негізгі продуценттері: Penicillum6 Cephalosporim (Аcremonium).
Актиномицеттермен синтезделетін антибиотиктер:
тетрациклиндер (хлор-, окситетрациклиндер және олардың туындылары - доксициклин, метациклин - Str.grimsus, Str.aureaciens)
аминогликозидтер (стрептомцин - Str.greseus; неoмицин - Str.feadiae; канмицин - Str.kanamyceticus);
макролидтер (эритромицин - Str.erythraeus; оландомицин - Str.antiioticus);
ароматикалық қосылыстар (хлорамыеникол - Str.venezuelae)
полеинді (амфотеррицин В, нистатин - Str7nourazei);
рифамциндер (рифампицин - Str.{Nocardia} mediterranei);
антрациклдер және ісікткрге қарсы (болеомицин - Str.verticillius).
Тетрациклндер, аминогликозидтер,макролидтер және ароматикалық қосылыстар трансляциясын тежейді.
Полеинді антибиотиктер лейкоз ауруының қоздырғыштардың цитоплазмалық мембранасының өткізгіштігін бұзады.
Рифамцндер бактериялардың РНқ-полмеразасын тежейді. Антрациклиндер ДНҚ репликациясын бұзады.
Бакреиялар - пептидті антибититердің продуценттері:
граммицидинС, bacillus brevis, Р.Дюьро,1939;
Полимиксин В, bscillus polimyxae, 1947 және т.б.
Бацитрациндер, Bscollus lichenformis.
Пептидті антибиотиктер прокартиоттардың цитоплазмалық мембранасының өткізгіштігін бұзады.
Мицеллалы саңырауқұлақтар беталактамды антибиотиктермен олардың туындыларын түзеді, олар грам теріс әсіріесе, грам оң микроорганизмдердің клетка қабырғасы компоненті - пептидогликан синтезін тежейді
пенициллиндер (пенициллин және олардың жартылай синтетикалық туындылары;
цефалоспориндер (цефалоспорин С және туындылары)
цефамциндер )цефамцин С, цефоксин)
Синтетикалық және жартылай синтетикалық антибиотиктер - фторхинолондар - офлосацин, эноксацин, пефлоксацин және т.б., прокариоттардың ДНҚ-ның суперспирализациясына жауап беретін ДНҚ-гираза ферментінің активтігін ингибирлейді.
Өсімдік антибиотктерін - фитонцидтерді 1928ж. Б. Токин сипаттаған болатын; химимлық таза күйінде тұрақты емес, бунин, жалбыздан сальвн, шалғамнан рафанин және т.б.
Жануартекті антибиотик заттар: осетрбалықтардан экмолин, эритроцттерден эритрин, лизоцим және интерферонның микробоцидтік әрекеті басым.
Антибиотиктердің штам-сверхпродуценттері - бұл кезектеліп, көп сатулы мутациялар мен селекциялар жолымен алынған организмдер. Топырақтан бөлінген продуценттер антибиотиктердің жеткіліксіз мөлшерін түзейді. Мутация және көп сатылы сұрыптау жолымен антибиотиктердің өнімін алғашқы, жабайы продуценттерге қарағанда 100-1000есе күшейтуге болады. Продуценттердің биосинтетикалық қабілетін екі жолмен күшейтеді: антибиотиктердің жоғары өнімділігіне байланысты жаңа генотиптерді алу және сұрыпталған утанттарды дақылдандыру үшін қолайлы жағдайларды таңдау.
Антибиотиктердің синтезінің генетикалық және биохимиялық реттеуінің күрделі механизмдеріне байланысты сверхпродуценттердің рекомбинатты өндірістік дақылдарын алу тәжірибелік өңдеу сатысында жүргізілуде. Мысалға, хлортетрациклиннің синтез жолы 72 аралық қосылыстардың түзілуін қамтиды. Осындай гендердің үлкен тобын клондау өте күрделі. Актномицеттердің рекомбнаттық штамын констркциялау кезінде клондайтын ДНҚ моекуласын трансформациялау үшін мицлийдің клеткалық қабырғасын бұзу керек және жеке протопластарды алу керек Плазмидті ДНҚ векторының протопластқа енуін полиэтленгликольдің қатысуымен жеңілдетуге болады. Трансформацияланған ротопластар тығыз қорктік ортаға еккенде, қайтадан өсіп-көбею барысында клетка қабырғасы қалпына келеді. Одан кейін трансформациядан өткен бөліп алу үшін клеткаларды селективті қоректік орталарға көшіреді. КЛОНДАУ 10-30 ферментатвтік реакцияларды қамтиды, клетка реципиентке антибиотиктердің сверхсинтезін атқаратын гендердің толық жиыны енгізіледі.
Рекомбинатты ДНҚ технология көмегімен антибиотиктер өнімін күшейтуден басқа, биосинтез жолын өзгертіп модификацияланған антибиотикті де алуға болады. Химерлі антибиотиктердің өнімі екі антибиотикер гендерін араластыру жолымен жүзеге асырылады: актинородин және медермицин, эртромицин және олеандомиицин. Актиномицеттің рекомбинатты штамы алғашқы жағдайда - 2-норэритромицинді.
Сверхпродуцентті түзудің келесі жолы бұл оттегінің төменгі концентрациясына штамның адаптациясы. Көбінесе антбиотиктердің өндірістік синтезінде шектейтін факторы - бұл дақылдық сұйықтықтарда стрептомицеттердің көбейген клеткаларының жоғарылап бара жатқан тығыздығында ерітілген оттегі концентрациясын төмендету болады. Мақсаты - клетка-продуценттерімен оттегіні эффектвті қолданудың биохимялық механизмдерін күшейту.
Микроорганизмдердің түрлі топтарымен түзілетін жаңа антибиотктерді іздеу активті жалғасуда. Бір жағынан бұл көптеген антибиотикттік заттар медицинада, ветеренарияда, тағам өндірісінде, ауыл шаруашылығанда, сонымен қатар, реагенттер ретінде ғылыми зерттеулерде өте кең қолданумен байланысты. Реагенттер есебінде антибиотктер микроорганизмдерде эат алмасу реакцияларын тежейді. Қоектік ортаның селекциялық жағдайын жасайды. Сондықтан ғылыми зерттеу жұмыстарында кең қолданылады. Екінші жағынан, медциналық практикада антибиотиктерді іздеу оларға төзімділік байқататын көптеген микроорганизмдердің саны өсуі.

Антибиотктер өнімдерінің реттелуі
Антибтиктердің синтезі микроорганизмдердің ферментацияжағдайларымен, субстарттың сапалы және санды құрылымымен реттеледі.
Жеңіл сңетін субстрат глюкозаны көмірсудың (крахмал, лақтоза) баяу ыдырайтын көздеріне ауыстырғанда дақыл өсуінің идиофазасы тезірек басталады және антибиотктердің өнімі күшейеді. Сонымен қатар, азоттың көздері ретінде аммоний тұздкрын қолдану тиімсіз. Олардың орнына дақылдық ортаға ақуыз қосылыстарын ... жалғасы

Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.
Ұқсас жұмыстар
Микроорганизмдер - антибиотиктердің продуценттері
Антибиотиктердің продуценттері сіке - қышқылды, тиолды
Антибиотиктердің негізгі механизмі мен әсер ету сипаты
Антибиотиктердің биотехнологиясы
Биотехнология пәнінен зертханалық жұмыстар
Фармацевтикалық биотехнология негіздері. Антибиотиктердің, вакциналардың, моноклинальды антиденелердің және т.б. биотехнологиясы
Матрицалық синтез ингибиторлары
Бактериялардан алынатын антибиотиктер
Полимерлі материалдарды биотехнологияда қолдану: антибиотиктер жасау, өндірістік ағындарды тазарту
Бактериялардан түзілетін антибиотиктер
Пәндер