Технологія виробництва нізину.  Антибіотичні властивості низину
Реферати

Технологія виробництва нізину. Антибіотичні властивості низину


RXTU

їх. Д. І. Менделєєва.

Технологія виробництва нізину.

Антибіотичні властивості низину.

Виконано:

студент групи Е-45

Тимошкіна Є.А

10 травня 1997 року

НИЗИНИ (NISINS).

Низини — це антибіотики, які утворюються самими бактеріями. Антибіотична речовина — низин — виділено з культури молочнокислого стрептокока Streptococcus lactis. Нізин пригнічує розвиток ряду грампозитивних і деяких кислотостійких бактерій, не впливає на грамнегативні бактерії, дріжджі та цвілі. Цей антибіотик пригнічує розвиток багатьох мікроорганізмів: пневмококів, групи стрептококів, різних видів паличка, клостридія, мікобактерія туберкульозу, лактобактерія, коринебактерія, кілька видів Streptomyces, Micrococcus pyogenes. Нізин не має протимікробної дії на Escherichia coli, Salmonella typhi, Shigella, деякі види Neisseria. Властивості низину, а також особливості його хімічної структури привернули увагу вчених до цього антибіотика. Що стосується застосування, то слід зазначити, що низин не використовується в медичній практиці, але успішно використовується у ветеринарії для лікування маститу у корів. Він також знайшов велике застосування в харчовій промисловості як консервант для деяких швидкопсувних продуктів, а також для запобігання псування сирів. Є повідомлення про активність низину проти малярійного плазмодія, але це питання досі не повністю вивчене.

Низинна структура.

Встановлено, що низин має молекулярну масу 3500, він може полімеризуватися і утворювати димер (молекулярна маса 7000) і тетрамер. Полімеризація низину пов’язана з наявністю в його молекулі дегідроаланіну. До складу молекули низину входять 30 амінокислотних залишків наступних амінокислот: лізин, гістидин, аспарагінова кислота, серин, пролін, гліцин, аланін, валін, метіонін, ізолейцин, лейцин, залишки рідкісних сірковмісних амінокислот: і -метиллантіонін, ненасичені амінокислоти – дегідроаланін і -метилдегідроаланін.

У 1970 році була встановлена ​​така структура молекули низину:

Х2Н Ile — MgaАла — Іле — Дга — Лей — Ала — Амк — Про — Глу — Ала —

СС

— Ліз — Амк — Глі — Ала — Лей — Мет — Глі — Ала — Асп — Мет — Ліз —

С

С

— Amk-Ala-Amk — Ala — Gis — Ala — Ser — Ile — Gis — Val — Dga — Liz — UNO

Дха — дегідроаланін; Амк — аміномасляна кислота; Mga — -метилдегідроаланін. Визначено положення двох сульфідних містків, утворених залишками -метиллантіоніну. Цей фрагмент має біциклічну структуру:

Біологічна активність низину обумовлена ​​наявністю в його молекулі ,-ненасичених амінокислот (дегідроаланіну, -метилдегідроаланіну). Димери і тетрамери низину, як і мономер, мають біологічну активність. Нізин впливає на спори чутливих до нього бактерій, які багатші катіонами порівняно з вегетативними клітинами, і діє як катіонний миючий засіб. Нізин, адсорбуючись на поверхні спор, порушує проникність цитоплазматичної мембрани в момент проростання спор і таким чином пригнічує ріст бактеріальних клітин, що розвиваються. Цей антибіотик здатний реагувати з сульфгідрильними групами біологічно важливих сполук, виводячи їх з метаболічних реакцій.

Технологічні етапи виробництва низину.

  1. Підготовка насіння.

Штами-виробники

з пробірок

у колби зі стерильним живильним середовищем на качалках, оптимально тпро і рН=6,5 — 6,8.

 

Інокулятори для нарощування посівного матеріалу (дрібний посівний матеріал, потім великий посівний матеріал; постійне поповнення живильного середовища)

При зниженні рН середовища збільшується виділення низину з клітин у культуральну рідину. При рН=4,3 в середовище виділяється більше 90% низину, а при рН=6,8 вивільняється 40% антибіотика.

Але інтенсивна аерація культури молочнокислого стрептокока не робить сприятливого впливу ні на ріст бактерій, ні на утворення низину.

Живильне середовище: у середовищах, що містять недостатню кількість азоту для нормального розвитку (1-2 мг% NH2 з розрахунку 29 мг%), ріст стрептокока і утворення антибіотика значно зменшуються. Найкращими азотовмісними компонентами середовищ є дріжджовий автолізат, пептон, гідролізат казеїну. Високий вихід антибіотиків спостерігається при розвитку молочнокислого стрептокока на середовищах, що містять амонійні солі органічних кислот.

джерело вуглецю — глюкоза. Додавання в середовище з глюкозою дво-, трьох-, чотири- і п’ятивуглецевих органічних кислот сприяє зростанню продуцента антибіотика і деякому збільшенню утворення ним низину.

При посіві свіжого живильного середовища культурою Streptococcus lactis поряд з посівним матеріалом вводиться і низин, оскільки кількість загального низину в процесі розвитку бактерій зменшується і до кінця лаг-фази клітини стрептокока практично не містять антибіотик. А синтез низину відбувається після експоненційного зростання бактерій під час ранньої стаціонарної фази.

  1. Рослина для біосинтезу антибіотиків

 

 

 

Зниження загальної кількості низину в лаг-період розвитку Streptococcus lactis і синтез антибіотиків на пізній стадії росту підтверджує важливість низину як важливої ​​частини циклу бактеріального росту стрептокока (здається, нізин пов’язаний з механізмом контролю, який не впливає на швидкість росту виробника антибіотика, але затримує початок росту нових клітин). Зниження синтезу антибіотиків до кінця періоду лаг-фази пояснюється зміною третинної структури або ступеня полімеризації антибіотика. Цього процесу інактивації низину можна уникнути, додавши казеїн до середовища, що призводить до стабілізації антибіотичної активності та значного утворення низину. У низині, на відміну від інших поліпептидних антибіотиків, шлях синтезу подібний до шляху утворення білка, тобто пов’язаний з рибосомним механізмом. Синтез низину відбувається шляхом утворення низиноподібних білків-попередників для біосинтезу антибіотиків, а перетворення пренізину в низин відбувається під дією ферменту на зовнішній поверхні клітини стрептокока (також є припущення, що певні плазміди є відповідає за біосинтез низину, в якому відповідні гени локалізовані утворення молекули антибіотика). Сам механізм біосинтезу низину та його молекулярна маса дозволяють розглядати цей антибіотик не як поліпептид, а як низькомолекулярний основний білок.

3. Етап попередньої обробки культуральної рідини, клітин мікроорганізмів та фільтрації (відділення культуральної рідини від біомаси продуцента).

 

 

   

У результаті розглянутих аспектів біосинтезу видно, що отриманий антибіотик майже повністю виділяється з клітин у культуральну рідину (більшу частину). Потім антибіотик виділяють з культуральної рідини методами екстракції розчинниками, що не змішуються з рідкою фазою, осаджують у вигляді нерозчинної сполуки або адсорбують іонообмінними смолами. Коли антибіотик міститься (як у нашому випадку) у культуральній рідині та в клітинах продуцента, першочерговою операцією по його виділенню є переведення антибіотика у фазу, з якої його найбільш доцільно виділити. При цьому антибіотик, що міститься в культуральній рідині, і клітини з речовиною антибіотика переносяться в осад, з якого витягують антибіотик. Відділення нативного розчину від біомаси та зважених частинок здійснюють методами фільтрації (натч-фільтр, друк-фільтр, сепаратори) або центрифугуванням.

Етап виділення та очищення антибіотиків

Щоб уникнути інактивації антибіотика під впливом зовнішніх факторів, при його виділенні та очищенні необхідно бути максимально обережним.

Основні методи очищення:

Метод екстракції (Багаторазове перенесення антибіотика з одного розчинника в інший з попереднім осадженням (кристалізацією)).

Іонообмінна сорбція (Пропускання водного розчину антибіотика через колонки з відповідними іонообмінними смолами, сорбція на них і розчин з домішками, заряд якого протилежний антибіотику, проходить через колонку. Адсорбований на смолі антибіотик є при елюванні отримують очищений концентрований препарат.І розчин можна знову пропустити через іонообмінну смолу, але з протилежним зарядом, тоді домішки осідуть на смолі, і більш очищений розчин пройде через колонку.

опади (Зв’язування антибіотика з речовинами з метою отримання сполуки, що випадає в осад, яку відокремлюють від нативного розчину фільтрами або центрифугуванням, промивають, сушать. Отриману сполуку розчиняють, а антибіотик знову екстрагують або осаджують.)

Однією із стадій очищення є концентрування отриманих розчинів (перегонка більшої частини розчинника у вакуумі).

Стадія сушіння, отримання готової продукції, виготовлення лікарських форм (біологічний та фармакологічний контроль), упаковка.

Типи сушіння: сублімаційна сушка (при температурі -8, -12 С)

розпилювальна сушарка (розчин антибіотика пневматично розпилюють до найдрібніших крапель у камері потоком нагрітого повітря)

сушка у вакуумних печах (для сушіння гранульованих і пастоподібних антибіотичних препаратів).

Розфасований і розфасований антибіотик із зазначенням індексу біологічної активності, дати виробництва та терміну придатності надходить у продаж.

7

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *