Производство антибиотиков - (шпаргалка)

Дата добавления: март 2006г.

    Производство антибиотиков.

Схема производства пенициллина (пен. ), стрептомицина (стр. ), тетрациклина (тет. )

А/биотики - специальные продукты ж/деятельности м/организмов и их модификации, которые обладают высокой физиол. Активностью по отношению к определенным группам м/орг. (вирусам, биктериям, грибам, водорослям) или к злокачественным опухолям. Нужны в очень малых концентрациях ( обладают высокой специфичностью). Используются в медицине, ветеринарии, с/х, пищевой промышленности как консерванты). Известно около 6000 а/биотиков, которые продуцируются грибами, стрептомицетами (50% а/б), бактериями. В мед. практике испольуются около 100 а/биот. Получают а/биот. путем химической или б/хим. трансформации. Возникают резистентные формы м/орг - нужны новые а/биот. Г+ - пенициллин, эритромицин. Г тетрациклин, стрептомицин. Могут быть узкого спектра: бензилпен, повобиоцин; широкого спектра - тетрациклин и др. Пенициллин и ценфалоспорин - подавляют синтез клеточной стенки. Г- - пептидогликан - 5-10% от массы. Г+ - 50-90% пептидогликана, он образует многослойную структуру с поперечными сшивками. Пен действует на Г+ бактерии. Но не действует на Г- . Затруднен синтез пептидогликана. Нарушают мембранные функции и ингибирует синтез НК. А/биот-ки подавляют синтез белка: на рибосоме:

Тетрациклин ингибирует многоие металлоэнзимы. Не может проходить через мембрану эукариотической клетки. Большие затраты на научные исслед. ( разработка а/биот).

    Селекция более активного штамма.
    П 5-20 мг/л стрептомицин
    Ї мутации
    20-25 г/л современный стрептомицин
    Спонтан. мут.

Использование иммобилизированных клеток и ферментов - для интенсификации. Непрерывная ферментация ( а/биот относятся к вторичным метаболитам, их синтез начинается после лимитации роста продуцентов; клетки выросли). При с. П лимитирующем фактором явл. глюкоза При производстве некоторых а/биот-ков (стрептомицетами) - фосфаты.

    Ферментация: аэробный процесс.
    Vо2 = 0, 3 - 1, 5 мин -1.
    Прост. рект. с механической мешалкой: V=30-200 м. куб.

Системы охлаждения и пеногашения. После ферментации б/массу отделяют на различных фильтрах.

    Ферментация
    Ї

Фильтрация (экстракция, УФ, осаждение в виде нерастворимых соединений) Ї

Сушка (лиофильная)Сушка разными методами (лиофильная (сублимация льда в Ївакууме), либо распылительная)

    Лекарственные формы (таблетирование, капсулирование)
    Пенициллин: азотосодержащий гетероцикл.
    Пенициллин (бензилпенициллин) и иммобилизатор - бентонит.
    бП ® 6-АПК (используют для синтеза).

Из химических свойств: пенициллинамидаза (катализирует верхнюю реакцию). Его гидролитический распад при pH >7, либо поддержание некоторых факторов. Пенницилоиновая - неактивная дикарбоновая кислота (под действием пеницилллиназа).

Обладает склонностью к различным перегруппировкам. Приводит к образованию разных изомеров, которые ответственны за образование аллергии. Пенициллин получают методом глубинного культивирования . Интенсивный синтез пенициллина начинается после накопления большого количества биомассы-мицеллия. При использовании глюкозы и молочной кислоты в среде; рН нейтральный. Бензилпенициллин обр. из предщественников: фенилуксусная кислота Подготовка к ферментации: сначало размножаются споры на пшене во флаконах при 25-27ОС в течении 4-5 суток. Полученным спровым матералом засевают инокуляторы, затем посевные аппараты (12-18 часов).

    Ферментация.
    Питательная среда: укурузный экстракт (2-3%),
    глюкоза (2%) легко усваяемая лактоза - 1%
    сульат аммония+фосфаты (0, 5-1%)
    производные ФУК - 0, 3 - 0, 6%

Для стабилизации рН - мел. Кашалотовый жир - пеногаситель, регулируе рН. Лактоза обеспечивает полноценный синтез а/биот. Её потребление начинается не сразу. Сначала фаза привыкания, накапливается фермент, способный её расщеплять.

При ферментации необходима строгая асептика (посторонняя м/флора продуцирует пенициллазу, инактивирует синтез).

    Ферментация 100000 ед/мл.
    Ї
    Фильтрация мицелий используется в животноводстве.
    КЖ3-6% СВ
    минеральные в-ва 30-40%15-30%пенициллина
    Большое кол-во белка затпр. выб. пен.

Для удаленпия белка: 1) обрабатывают солями аллюминия, железа, цинка. 2) Используют коагуляцию с танином. 3) Термическая коагуляция (КЖ нагревают дл 65-70 град. )

Для очистки пенициллина используюи экстракцию. Он, как кислота, хорошо растворим в орг. растворителях, а в виде соли - в воде.

Пен экстрагирует бутилацетатом, рН=2. Температура 4 град. (перевод в орг. фазу) Раствор карбоната натрия. РН=6, 5-7 (перевод в воду 30-50 тыс. ед/мл) Экстракция бутилацетатом 50-70 тыс. Ед/мл

Стадии выделения укристалл. солей 1) стадия обезвоживания путем охлаждения до минус 16-18 град с последующей фильтрацией льда. Удаление пигмента загрязнений - АУ. 2) Получ. концентрат 0, 6М КОН. РН=6, 5, активность 150-250 тыс. Усл. ед/мл. 3) Стерилизующая ф-ция и упаривание под вакуумом с добавлением бутанола (для смесей, кипящих при более низкой темп. )

    Температура 16-25 гр. ,вакуум 5-10 мм. рт. ст.

Калиевая соль пенициллина кристализуется. Ее фильтрат промывается бутанолом. Грануляция пасты и сушка в вакуум-сушильном шкафу при 75-80 град. И 10 мм. рт. ст.

    Цефалоспарин ( -лактановый антибиотик).

Гидролиз ®7 А цефалоспариновая к-та не дез-ся пенициллиназой. Стрептомицин (аминогликозидный а/биот). 2 основные гуанидиновые группы. Легко образубт соли с миню кислотами: 3-Cl- гидрат. В медицине часто используют сернокислотную стрептомициновую соль. Сложный полисахарид. Углеводы не только образуют рост м/орг. ,но и принимают участие в биосинтезе (глюкоза, крахмал, фруктоза.... ). Может расти на средах, содержащих белк. N: соевая мука, сухие дрожжи, жмыхи. Добавляются аммонийные соли, фосфор, который способствует усвоению углеводов. Посевной метериал сначала готовят в качалочных колбах, затем переносят в инокулят, затем в большой посевной аппарат, затем в ферментер (70 час). Питательная среда: глюкоза, кукурузнфй экстракт, азот, фосфор, цинк, марганец, магний, железо, аммонийные соли, мел. Аэрация, темп. 26-28 град. , перемешивание 7-8 суток.

    2 фазы развития:

В трофофазе высокое потребление кислорода, растут клетки. Быстро потребляют питательные в-ва.