Proizvodnja sekundarnih metabolita: Priprema raznih lijekova

Video: Međunarodna godina prirodnih vlakana

sadržaj

Video: međunarodna godina prirodnih vlakana
Polu-sintetski postupak za pripravu peniciline
Dobivanje cefalosporine
Dobivanje tetracikline
Proizvodnja antibiotici, makrolidi

Polu-sintetski postupak za pripravu peniciline

Trenutno, velika važnost je tzv polusintetske (biološki + kemijski) Postupak za dobivanje analoga prirodnih penicilina, posjeduje veliki broj vrijednih svojstava. Polazni materijal korišten u sintezi 6-aminopenicilinsku kiselinu (6-APA)

Kiselina je dobivena kao rezultat biosinteze, razvoj soja kalupa kistac, u specifičnim uvjetima kulture (u odsutnosti prekursora u mediju) ili češće po enzimskom deacilacijom benzilpenicilin s penicilin acilaze. Koji čini 6-APA i -feniloctene kiseline.

Aciliranje amino skupine 6-APA se dobije niz novih antibiotika koji polusintetske otpor želučane kiseline, ne podliježe razgradnji u tijelu penicilinaze, imaju širi raspon aktivnosti:

Aciliranje amino skupine 6-APA se dobije niz novih antibiotika koji polusintetske otpor želučane kiseline, ne podliježe razgradnji u tijelu penicilinaze, imaju širi spektar djelovanja

Tablica. 4.1 prikazuje najviše djelomično umjetnih peniciline.

Kemijska sinteza prirodnih penicilina je provedeno 1957. godine, George. Shen i suradnicima, ali bio je višefazni, dao je niski prinos penicilina i zato ne mogu naći praktičnu primjenu.

Tablica 4.1. polusintetske peniciline

dobivanje cefalosporine

Cefalosporini pripadaju skupini R-laktamskih antibiotika slične strukture na penicilin. Glavni proizvođači ove antibiotik - gljiva Cepholosporium acremonium:

Glavni proizvođači tog antibiotika - gljiva Cepholosporium acremonium

Cefalosporina inhibira razvoj gram-pozitivne i gram-negativne bakterije, ali Antibiotska aktivnost je znatno niža od one penicilin. Struktura P-laktamskog prstena, kao što je nestabilna i hidrolizira cephalosporinase enzima.

Polusintetički analozi cefalosporina Nedavno pomiješa postupak (kemijski i biološki) dobiveni sintezom veliki broj analoga cefalosporinskih. Mnogi od tih spojeva su od velike praktične važnosti.

Osnova je semisintezom cefalosporinski 7-amino cefalosporanične kiseline, koji je dobiven cijepanjem acil ostatak se cefalosporin C acilaznim enzimom. Modifikacija osnovne jezgre cefalosporina može doći na obje strane molekule:

Modifikacija osnovne jezgre cefalosporina može pojaviti na obje strane molekule

Kemijska ili biotehnološki (enzimatski) cijepane pravo acetoksi (-OSOSN3) 7-aminocephalosporanic kiseline u 7-aminodeatsetoksitsefalosporanovoy kiselinu i sintetizirani na svoju bazu polusintetske antibiotike su naširoko koristi u medicinskoj praksi.

Opća formula polusintetskog cefalosporina

Opća formula polusintetskog cefalosporina

Tablica. 4.2 prikazuje neke lijekove izvedene iz polu-sintetička cefalosporine.

Tablica 4.2. Neki lijekovi izvedeni polusintetski cefalosporinski

Modifikacija cefalosporina molekula dovodi do značajne promjene antimikrobna svojstva: širi spektar antimikrobne aktivnosti, povećanje otpornosti na antibiotike-laktam zamjenik povećati lipofilne tvari, što omogućuje njihovu uporabu u tablete.

Priprema streptomicin izgovara sposobnost proizvodnje antibiotski sastojci posjeduju, osim plijesni i bakterija, ray gljivica i također - aktinomicetama normalno nastanjuju tlo. Relativno brza smrt većine patogenih mikroba u dodiru s tlom je usko povezana s fenomenom antagonizam aktinomiceta i bakterija.

Proučavanje ove pojave doveo je do otkrića 1943. S. Waxman drugi nakon sačinjavaju antibiotici penicilina - streptomicina otporne ne samo bakterije gram-pozitivne, Gram-negativne, ali i, i otporna na kiseline:

Proučavanje ove pojave doveo je do otkrića 1943. S. Waxman drugi nakon sačinjavaju antibiotici penicilina - streptomicina otporne ne samo da je gram-pozitivne, Gram-negativne ali i brzo kiselina bakterije

U tom smislu, to je superioran u odnosu na penicilin, što je gotovo neaktivan u zadnje dvije grupe patogena. Posebno važna značajka streptomicina je njegova visoka aktivnost na tuberkuloze patogena.

U strukturi streptomicin sadrži (a) N-metil-D-glukozamina, (b) - streptozu i (c) - streptidin i jake organske baze. U praksi, koristeći njihove soli s kiselinom (solna kiselina, sumporna kiselina i slično).

Kada se uzgajaju streptomicin kao izvor energije brzo metabolizirati zahtijeva šećer (npr glukoze), koji je uveden u ranoj fazi procesa. Međutim, brzina asimilacije treba strogo ograničena količina dušika i fosfora, koji se inače prisutan dovodi do prekomjernog rasta micelija i smanjenom prinosu antibiotika.

U praksi dušik ubrizgava u obliku kompleksnih spojeva (filtrat i uljarica vinasse ostatke), koji je za dugotrajan proces fermentacije sporo razlažu, ispuštanje dušika amonijaka, pH 7,0-8,0, temperatura fermentacije-28.5 ° C u streptomicina nema utjecaja ni pennitsilaza, niti većina mikroorganizmov- ako kasnijim fazama infekcije javlja kulture, što je rezultiralo streptomicin nije uništena.

Tipičnu industrijsku okoliš predstavljaju smjese 2,5% th glukoze, 4% sojino brašno sa niskim sadržajem ulja, 0,5% th vinasse i 0,25% natrij-th solitona, u nekim slučajevima, doda se suhi kvasac, mesni ekstrakti i kukuruznog. Proces fermentacije može se koristiti ulje, i masne kiseline (kao što su sredstva protiv pjenjenja kao hranjiva i). Proces fermentacije razvija na isti način kao u proizvodnji penicilin i streptomicin formacije tijekom prva tri dana nije došlo. 6 dana streptomicin koncentracija dosegne konačna vrijednost - 0,8%.

Budući da micelij mnogo manji, to ne može biti prikupljeni na filter vlakana, tako da olakšaj podlogu pomoću dijatomejska zemlja, kao rezultat od kojih je filtrirana masa je pogodna za hranjenje stoke. Supstrat se odvoji u kolonu za ionsku izmjenu.

dobivanje tetracikline

Godine 1948. iz tla dodijeljen novu vrstu Actinomvcetes -Streptomyces aureofaciens, formiranje antibiotike - klortetraciklin, tetraciklin i druge tvari:

Kao što je pronađeno, ovi antibiotici imaju širok antibiotik protiv gram-pozitivne i gram-negativne bakterije, rikecije, spiroheta, klamidije, i t. D Oni se koriste u poljoprivredi kao stimulatori rasta životinja i ptica.

Klortetraciklin je prvi odabrane tetraciklin. Ovisno o svojstvima naprezanje na različitim ugljikohidrata može se koristiti kao izvor energije, međutim, za industrijsku proizvodnju su od interesa samo saharoza, škrob i glukoza. Maksimalni prinosi antibiotika postignute ograničavajući sadržaj anorganskog dušika u mediju i zamijeniti ga s kompleksnim tvari biološkog podrijetla (ulje brašno, kikiriki, Kopra - kokosovo jezgre).

U srijedu, u mnogim slučajevima, dodati krvni obrok, riblje brašno i hidrolizirani kazein. U ograničenom koncentracijama koristi kukuruznog iscjetka i stillage s određenim sadržajem fosfata. Sadržaj fosfata je važan čimbenik, dok god svi anorganski fosfat će biti potpuno pretvoren u nukleinske kiseline i drugih metaboličkih proizvoda, formiranje tetraciklina ne dogodi. Također je u mediju zahtjeva prisustvo kationa elemenata u tragovima (Co, Cu, Zn, Mn, Fe).

Približan sastav hranjivih medija škroba (zrna i melje u nabubrenom stanju) 2-5% saharoze (kao šećer ili šećerne repe melase) 1-3%, uljana obrok (otpad niske masnoće kikiriki ili soje) 1- 3%, meso otpada (krvi ili mesnog obroka) 0,2-0,5% tekućine od namakanja kukuruza 0,2 do 1,0%, 0,1-0,5% amonijeve soli, vapno 0.5% kuhinjske soli 0.1-0.5% soli u tragovima.

Za fermentaciju je poželjno primijeniti fermentora izrađene od nehrđajućeg čelika ili drugog materijala koji je otporan. Za četiri dana, dok proces traje, medij mora biti gazirano. Konačna vrijednost prinosa proizvod je blizu 1%. Lijek se može istaložiti dodatkom vapna na pH 8,8. Zatim se filtrira na tlačni filtar, ekstrahira s razrijeđenom kiselinom i pročišćen frakcijskom precipitacijom: nakon prekristalizacije moguće da se dobije produkt 98% čistoće.

Oksitetraciklin prvi je u 1950. godine kultiviranje aktinomiceta Streptomyces rimosus. Medija i fermentacije uvjetima sličnim onima koje se koriste u proizvodnji klortetraciklina, osim da je kao izvor dušika se može upotrijebiti i nitrate, tekućina od namakanja kukuruza.

Oksitetraciklin formira netopiv kompleks sa kvarternih amonijevih soli, a ovaj kompleks se može lako odvojiti od podloge, nakon čega je omekšavala klorovodične kiseline, a zatim kristalizira u obliku soli octene kiseline. Kao i druge tetracikline, lijek se oslobađa uglavnom u obliku tableta ili suspenzija.

Tetraciklin je dobiven nakon klortetraciklina i oksitetraciklin, skoro istovremeno i usmjerenom fermentacijom pomoću odabranih sojeva Streptomyces aureofaciens pod niskim sadržajem klorida u mediju, i katalitičkom redukcijom klorotetraciklin.

Metoda koristi niz usmjerenih fermentacije organizama, uključujući bakterije Streptomyces vicidifaciens, naznačen time, da je dobivena soj u odgovarajućem mediju može osigurati velike prinose tetraciklina ili jednake količine tetraciklin i klortetraciklina proporcionalan količini klor iona prisutnih. U slučajevima kada je to potrebno kako bi se izbjeglo stvaranje klortetraciklina, sadržaj klorida u mediju ne smije prelaziti 17 sati. / Mn.

Ako je potrebno koristiti kao glavna komponenta supstrata složenih bioloških tvari u industrijskim okruženjima za kontrolu razine klorida postoje dva načina:
1) da bi se uklonila većina klorida, nedostaju komponente, kao što su sirovi šećer i ekstrakt kukuruza kroz ion-izmjenjivačke smole. Ovaj postupak je vrlo učinkovit kada se primjenjuju u razrijeđene otopine;

2) uvodi u okoliš tvari koje usporavaju recikliranje klorid, kao što je bromidi. Otkriveno je da pri koncentraciji od 10 do 350 sati. / Mn., Broma ioni gotovo potiskuju nastanak klortetraciklina, čak i u prisutnosti kloridnih iona u koncentraciji od 1500 ppm. / Mn. U praksi, natrij bromid (5%).

Proizvodnja antibiotici, makrolidi

Velika skupina antibiotika (, eritromicin, oleandomicin, itd), koji sadrže u svojoj strukturi makrociklički lakton ostatak i koji su proizvedeni pomoću različitih sojeva Streptomyces., Predstavljaju tzv makrolide.

Najpoznatiji predstavnik ove grupe je eritromicin, koji je antibakterijski spektar djelovanja sličan penicilin i koristi se za liječenje bolesnika s preosjetljivošću na penicilin i tetraciklin.

Najpoznatiji predstavnik ove grupe je eritromicin, koji je antibakterijski spektar djelovanja sličan penicilin i koristi se za liječenje bolesnika s preosjetljivošću na penicilin i tetraciklin

Kultiviranje proizvodnju eritromicin traje 150 sati na pH oko 7, da medij pripremljen na osnovi škroba, sojino brašno, maslac, tekućina od namakanja kukuruza, suhi kvasac i vapna. Kultura je filtrirana kroz celit, a antibiotik ekstrahira amil acetat. Tipično, filtrat kulture i otapalo je propuštena kroz mikser instaliran u sustav, a zatim kroz uobičajene centrifuge. Antibiotik se može razrijediti sa otopinom pufera, acetona i istaloži s natrij kloridom, i na kraju se kristalizira iz acetona otopine.

Rasprostranjena i uspješna primjena antibiotika u medicini je dovelo do njihove uporabe u drugim područjima, uključujući:
- u veterini (za iste svrhe kao i u medicini);
- u borbi protiv određenih bolesti bakterijskog i gljivičnog podrijetla biljaka;
- kao dodatak za stočnu hranu kao što su ubrzanje rasta i povećati konverziju hrane u mesu;
- kao konzervansi u pokvarljive proizvode;
- za suzbijanje bakterijske flore u provedbi različitih procesa u proizvodnji cjepiva.

Znanost antibiotika i dalje ubrzano razvijati. S jedne strane, nastavlja potraga za novim, učinkovitijim droge biotehnologije, uključujući imunostimulatori, antitumorskih, antivirusno djelovanje, s druge strane, rad proširio kemijskom sintezom derivata tih tvari i kemijske modifikacije prirodnih antibiotika.

Rad se nastavlja razvijati nove i poboljšanje postojeće biotehnološkim postupcima za utvrđivanje ekološki prihvatljivih otpada bez tehnologije.

Razvoj istraživanja u ovom području te njihovom primjenom u praksi je jedan od najperspektivnijih sekcija prirodne znanosti.

LV Timošenko, SN Chubik

Dijelite na društvenim mrežama:

Povezan