Производство и применение антибиотиков

Ферменты.

Иммунологический анализ.

Производство и применение антибиотиков.

Медицина и биотехнология

Лекция 3

Ключевые слова и понятия

аминокислоты белок одноклеточных организмов брожение витамины

культура-закваска микопротеин пигменты ферментация ферментеры

Вопросы для самоконтроля:

1. Роль микроорганизмов в получении продуктов питания.

2. Производство сыра.

3. Производство йогурта.

4. Производство масла.

5. Производство хлебопродуктов.

6. Производство пива.

7. Изготовление вина.

8. Получение белковых продуктов.

9. Получение пищевых добавок и ингредиентов (подкислители, аминокислоты, витамины, пигменты, усилители вкуса).

3 Производство и применение гормонов.

Можно считать, что клиническая биотехнология зародилась с начала промышленного производства пенициллина в 40-х годах ХХ века и его использования в терапии. Применение этого первого природного пенициллина повлияло на снижение заболеваемости и смертности больше, чем какого-либо другого препарата, но, с другой стороны, поставило ряд новых проблем, которые удалось решить опять таки с помощью биотехнологии.

Во-первых, успешное применение пенициллина вызвало большую потребность в этом лекарственном препарате, и для ее удовлетворения нужно было резко повысить выход пенициллина при его производстве.

Во-вторых, первый пенициллин действовал главным образом на грамположительные бактерии, а нужно было получить антибиотики с более широким спектром действия, поражающие и грамотрицательные бактерии.

В-третьих, поскольку антибиотики вызывают аллергические реакции, необходимо было иметь целый набор антибактериальных средств, с тем чтобы можно было выбрать из равноэффективных препаратов такой, который не вызывал бы у больных аллергию.

В-четвертых, пенициллин нестабилен в кислой среде желудка и его нельзя назначать для приема внутрь.

Наконец, многие бактерии приобретают устойчивость к антибиотикам. Классический пример тому – образование стафилококками фермента пенициллиназы, который образует фармакологически неактивную пенициллоиновую кислоту.

Увеличить выход пенициллина при его производстве удалось в основном благодаря последовательному использованию серии мутантов исходного штамма Penicillium chrysogenum а также путем изменения условий выращивания. Были выделены новые антибиотики, эффективные в случае грамотрицательных бактерий: стрептомицин, цефалоспорин.

Получено также множество полусинтетических антибиотиков с новыми свойствами: с другим спектром действия, чувствительностью к пенициллиназе и содержимому желудочно-кишечного тракта. Так, ампициллин является полусинтетическим производным бензилпенициллина, отличающимся от него всего лишь наличием добавочной аминогруппы в боковой цепи (рис. 3). Тем не менее, он активен при пероральном введении и действует на широкий круг бактерий, в том числе на некоторые грамотрицательные, вызывающие заболевания

органов дыхания, пищеварения и выделения.

Бензилпенициллин

Ампициллин

Рис. 3. Структурные формулы антибиотиков.

Устойчив к кислоте и клоксациллин, и к тому же он не разрушается β-лактамазами. Его часто назначают вместе с ампициллином тем больным, у которых обнаружены стафилококки, синтезирующие пенициллиназу.