Реферат: Технология производства низина. Антибиотические свойства низина

Р Х Т У

им. Д.И.Менделеева.

Технологияпроизводства низина.

Антибиотическиесвойства низина.

Выполнила:

студенткагруппы Э-45

Тимошкина Е.А.

10. 05. 1997

НИЗИНЫ (NISINS).

Низины относятся к антибиотикам,которые образуются собственно бактериями. Антибиотическое вещество — низин — выделен из культуры молочнокислогострептококка Streptococcus lactis. Низин подавляет развитие рядаграмположительных и некоторых кислотоустойчивых бактерий, не оказывает влиянияна грамотрицательные бактерии, дрожжи и плесневые грибы. Этот антибиотикподавляет развитие многих микроорганизмов: пневмококки, группу стрептококков,различные виды Bacillus, Clostridium, Mycobacterium tuberculosis, Lactobacillus,Corynebacterium, немногие виды Streptomyces, Micrococcus pyogenes.Низин не оказывает антимикробного действия на Escherichiacoli, Salmonella typhi, Shigella, некоторые виды Neisseria. Свойстванизина, а также особенности его химического строения привлекли к этомуантибиотику внимание ученых. Что касается применения, следует отметить, чтонизин не используется в медицинской практике, но с успехом применяется вветеринарии для лечения маститов у коров. Также имеет большое применение впищевой промышленности в качестве консерванта некоторых скоропортящихсяпродуктов, а также для предупреждения порчи сыров. Есть сообщения об активностинизина в отношении малярийного плазмодия, но этот вопрос пока остается не доконца изученным.

Строение низина.

Установлено,что низин имеет молекулярную массу, равную 3500, он может полимеризоваться иобразовывать димер (молекулярная масса 7000) и тетрамер. Полимеризацию низинасвязывают с наличием в его молекуле дегидроаланина. В состав молекулы низинавходят 30 аминокислотных остатков следующих аминокислот: лизин, гистидин,аспарагиновая кислота, серин, пролин, глицин, аланин, валин, метионин,изолейцин, лейцин, остатки редко встречающихся серосодержащих аминокислот: лантионини b

-метиллантионин, ненасыщенные аминокислоты — дегидроаланини b-метилдегидроаланин.

В1970 году установлена следующая структура молекулы низина:

H2N — Иле — Мга — Ала — Иле — Дга — Лей — Ала — Амк — Про — Глу — Ала —

S S

— Лиз — Амк — Гли — Ала — Лей — Мет — Гли- Ала — Асп — Мет — Лиз -

— Амк-Ала-Амк — Ала — Гис — Ала — Сер — Иле — Гис — Вал — Дга — Лиз — СООН

Дга — дегидроаланин; Амк — аминомасляная кислота; Мга - b

-метилдегид-роаланин. Определено положение двух сульфидныхмостиков, образованных остатками b-метиллантионина. Этотфрагмент имеет бициклическую структуру:

Биологическаяактивность низина обусловлена наличием в его молекуле a

,b-ненасыщенныхаминокислот (дегидроаланин, b-метилдегидроаланин).Димеры и тетрамеры низина, подобно мономеру, обладают биологическойактивностью. Низин влияет на споры чувствительных к нему бактерий, которыеболее богаты катионами по сравнению с вегетативными клетками, и выступает как катионитныйдетергент. Низин, адсорбируясь на поверхности спор, в момент прорастанияспор нарушает прониаемость цитоплазматичесой мембраны и таким образом подавляетрост развивающихся клеток бактерий. Этот антибиотик способен реагировать ссульфгидрильными группами биологически важных соединений, выводя их из реакцийметаболизма.

Технологическиестадии производства низина.

1.

Приготовлениепосевного материала.

Штаммы-продуценты

из пробирок

¯

в колбы со стерильной питательной средой на качалки,оптимальные tои рН=6.5 — 6.8.

½

½

½

¯

Инокуляторы для наращивания посевного материала(малый посевной аппарат, затем большой посевной аппарат; постоянный долив питательнойсреды)

¯

С понижением рН среды увеличивается выделение низинаиз клеток в культуральную жидкость. При рН=4.3 более 90% низина выделяется в среду,а при рН=6.8 выделяется 40% антибиотика.

ü

Но интенсивная аэрациякультуры молочнокислого стрептококка не оказывает благоприятного влияния ни нарост бактерий, ни на образование низина.

Питательная среда: в средах, содержащих недостаточное длянормального развития количество азота (1-2 мг% NH2при норме 29мг%), сильно снижается рост стрептококка и образование антибиотика. Лучшимиазотсодержащими компонентами в средах являются дрожжевой автолизат, пептон,казеиновый гидролизат. Высокий выход антибиотика наблюдается при развитиимолочнокислого стрептококка на средах, содержащих аммонийные соли органическихкислот.

Источник углерода — глюкоза. Добавление к среде с глюкозойдвух-, трех-, четырех- и пятиуглеродных органических кислот способствует повышениюроста продуцента антибиотика и некоторому увеличению образования им низина.

При засеве свежей питательной среды культурой Streptococcus lactisвместе с посевным материалом вносится и низин, таккак количество общего низина в процессе развития бактерий снижается и к концупериода лаг-фазы клетки стрептококка практически не содержат антибиотика. А синтез низинапроисходит после экспоненциального ростабактерий в период ранней стационарной фазы.

2.

Установкадля биосинтеза антибиотика

½

½

½

½

½

½

¯

Снижение общего количества низина в лаг-периодразвития Streptococcuslactis исинтез антибиотика в более поздний период роста подтверждает значение низина вкачестве важной части бактериального ростового цикла стрептококка (низин,по-видимому, связан с контролирующим механизмом, который не оказывает влиянияна скорость роста продуцента антибиотика, но задерживает начало роста новыхклеток). Снижение синтеза антибиотика к концу периода лаг-фазы обусловленоизменением третичной структуры или степени полимеризации антибиотика. Этогопроцесса инактивации низина можно избежать путем добавления в среду казеина, врезультате чего наблюдается стабилизация антибиотической активности и большоеобразование низина. У низина в отличие от других полипептидных антибиотиковпуть синтеза сходен с путем образования белков, т.е. связан с рибосомныммеханизмом. Синтез низина идет через образование низиноподобныхбелков-предшественников биосинтеза антибиотика, причем превращение пренизина внизин происходит под действием фермента на внешней поверхности клетки стрептококка(есть предположение и о том, что ответственность за биосинтез низина несутопределенные плазмиды, в которых локализованы соответствующие гены образованиемолекулы антибиотика). Сам механизм биосинтеза низина и его молекулярная массапозволяют рассматривать этот антибиотик не как полипептид, а как низкомолекулярныйосновной белок.

3. Стадия предварительной обработкикультуральной жидкости, клеток микроорганизма и фильтрации (отделениякультуральной жидкости от биомассы продуцента).

½

½

½

½

½

½ ½ ½

¯

В результате рассмотренных аспектов биосинтезавидно, что образуемый антибиотик почти полностью выделяется из клеток вкультуральную жидкость (бó

льшая часть его). Тогда антибиотиквыделяют из культуральной жидкости методами экстракции растворителями, несмешивающимися с жидкой фазой, осаждают в виде нерастворимого соединения или сорбируютионообменными смолами. При содержании антибиотика (как в нашем случае) вкультуральной жидкости и в клетках продуцента, первичной операцией еговыделения является перевод антибиотика в фазу, из которой наиболее целесообразноего изолировать. При этом антибиотик,содержащийся в культуральной жидкости, и клетки с антибиотическим веществом,переводят в осадок, из которого антибиотик экстрагируют. Отделение нативногораствора от биомассы и взвешенных частиц проводят методами фильтрации(нутч-фильтр, друк-фильтр, сепараторы) или центрифугирования.

Стадия выделения и очисткиантибиотика

¯

½

¯

Во избежание инактивации антибиотика под влияниемвнешних факторов при его выделении и очистке необходимо соблюдать максимальнуюосторожность.

Основные методы очистки:

Методэкстракции(Многократный перевод антибиотика из одного растворителя в другой спредварительным осаждением (кристаллизацией)).

Ионообменнаясорбция(Пропускание водного раствора антибиотика через колонки с соответствующимиионообменными смолами, сорбция на них, а раствор с примесями, имеющийпротивоположный антибиотику заряд, проходит через колонку. Адсорбированный насмоле антибиотик элюируют, получают очищенный, концентрированый препарат. А растворможно вновь пропустить через ионообменную смолу, но с противоположным зарядом, тогда на смолеосядут примеси, а более очищенный раствор пройдет через колонку.

Осаждение(Связывание антибиотика свеществами с целью получения соединения, выпадающего в осадок, который спомощью фильтров или центрифугирования отделяют от нативного раствора,промывают, высушивают. Образовавшееся соединение растворяют и антибиотик экстрагируют иливновь осаждают. )

Одна из стадий очистки — концентрирование полученныхрастворов (отгонка большей части растворителя в вакууме).

Стадия сушки, получение готовой продукции, изготовлениелекарственных форм (биологический и фармакологический контроль),расфасовка.

Виды сушки: лиофильнаясушка (при температуре -8, -12 °

С)

распылительнаясушилка (растворантибиотика пневматически распыляется до мельчайших капель в камере с потокомнагретого воздуха)

сушка ввакуум-сушильных шкафах (для высушивания зернистых и пастообразных антибиотических препаратов).

Расфасованный и упакованный антибиотик с указанием показателябиологической активности, даты выпуска и срока годности поступает в продажу.

еще рефераты

Еще работы по медицине

Реферат по медицине

Значение "Канон" врачебной науки для развития медицины Авицена

29 Августа 2013

Реферат по медицине

Аспирин и аспириновая астма

29 Августа 2013

Реферат по медицине

Вирусы и бактерии. Проблемы СПИДа

29 Августа 2013

Реферат по медицине

Брюшной тиф. Паратифы A и B

29 Августа 2013