Kirish qismi. Asosiy qism. Oqsillar

Streptomitsin aminoglikozid antibiotiklar guruhiga kiradi. Streptomitsin Streptomyces griseusni sintez qiluvchi aktinomitset birinchi bo'lib 1943 yilda Rutgers universiteti mikrobiologiya laboratoriyasida ajratilgan edi. Streptomitsin paydo bo'lishi bilan tibbiyot sil kasalligi kabi jiddiy va juda keng tarqalgan kasallikka qarshi kurashish uchun kuchli qurol oldi. Shuning uchun streptomitsinni turli yuqumli kasalliklarni davolashda va uning sanoat ishlab chiqarishida qo'llash masalalari batafsil ishlab chiqildi. Streptomitsinni Streptomitslar turkumiga mansub aktinomitsetlarning bir qator turlari ishlab chiqaradi. Biroq, 10-20 ming mg / ml gacha antibiotikni sintez qilishga qodir S. griseus, streptomitsinning asosiy ishlab chiqaruvchisi sifatida tan olingan. Aktinomitsetalar madaniyati juda o'zgaruvchan va har bir shtamm ma'lum muhitga va mikroorganizmni rivojlantirish uchun o'z rejimiga mos kelishi kerak. Ularning o'zgaruvchanligiga etishtirish sharoitlari va ayniqsa, ommaviy axborot vositalarining tarkibi ta'sir qiladi (tarkibiga boy bo'lgan ommaviy axborot vositalarida tezroq o'zgaruvchanlik ham kuzatiladi). Streptomitsin ishlab chiqaruvchilarining o'zgaruvchanligi ko'plab mikroorganizmlarga, shu jumladan antibiotiklar biosintezi genlariga va ularga qarshilik ko'rsatish genlariga ta'sir ko'rsatadigan DNKning muhim qayta tuzilishi natijasida yuzaga kelgan ushbu mikroorganizmlarning genetik beqarorligi natijasidir.
Antibiotiklarni ishlab chiqarish bilan bog'liq xususiyatlarni barqarorlashtirish uchun, shtammni saqlash va saqlash paytida, antimutagenlar ba'zan ommaviy axborot vositalariga qo'shiladi - xromosoma o'zgarishi va gen ekspressionini boshqarishga olib keladigan jarayonlarni barqarorlashtirishi mumkin bo'lgan moddalar. Antimutagenlarga purinli nukleotidlar, marganets ionlari, L-metionin, gistidin, poliaminlar, kofein va boshqa birikmalar kiradi. Plazmid DNK streptomitsin S. griseus biosintezini boshqarishda, biosintez jarayonida 20-30 gen ishtirok etadi.
Streptomitsinni sanoat ishlab chiqarishda soya muhitida yaxshi rivojlanadigan shtammlardan foydalaniladi, ularning asosiy tarkibiy qismlari soya uni, gidrol, ammoniy tuzlari. Streptomitsin biosintezida soya unining yog'lari va uning mineral tarkibi muhim rol o'ynaydi . Soya oqsili va uning kislota gidrolizati antibiotik biosintezi uchun juda oz foydalidir.
Atrof muhitni shamollatish juda zarur, chunki S. griseus yuqori darajada aerob organizm bo'lib, kislorodning katta miqdorini yutadi, bu atrof-muhit tarkibi va ishlab chiqaruvchining rivojlanish bosqichiga bog'liq. Aktinomitsetlarning rivojlanishining dastlabki davrida havoning kislorod iste'moli kuchliroq bo'lib, keyin u nolga tushadi. Shamollatish darajasini oshirish streptomitsinni ko'payishini oshiradi. Anaerob sharoitda streptomitsin ishlab chiqaruvchisi yomon rivojlanadi. Aerobik sharoitda o'stirilib, keyin anaerob sharoitga o'tkazilgan miselyum streptomitsin hosil qilmaydi. Antibiotiklarni maksimal darajada to'plash uchun madaniyat doimiy ravishda gazlangan bo'lishi kerak.
Antibiotikni ishlab chiqish uchun optimal harorat 27-29 ° S dir. Uni 30 ° C va undan yuqori darajaga ko'tarish uning shakllanishini keskin pasaytiradi va hatto to'xtatadi. Optimal harorat ishlab chiqaruvchining kuchlanishiga va muhit tarkibiga qarab o'zgaradi.
Aktinomitsetani ishlab chiqish uchun eng yaxshi boshlang'ich pH qiymati 7,0 ga teng. Streptomitsin pH qiymatida 7,5 dan 8,5 gacha hosil bo'ladi. Kislotali muhitda streptomitsinning faolligi pasayadi, ishqoriy muhitda u maksimal darajada bo'ladi. Shunday qilib, pH 5.8 da streptomitsinning faolligi pH 8.0 darajasidan 20-80 baravar kam. Streptomitsinning maksimal mikroblarga qarshi faolligini namoyon qilish uchun optimal pH qiymati 7,5-8,0 ni tashkil qiladi.
Atrof muhitda ba'zi moddalarning mavjudligi streptomitsinning antibiotik faolligiga ta'sir qiladi. Agar ushbu muhitga 0,5-3% natriy xlorid, kaliy xlorid yoki natriy sulfat qo'shilsa, E. coli 10 mg / ml streptomitsin ishtirokida rivojlanadi. Bu haqiqatni ikkita tushuntirish mumkin: natriy xlorid mavjud bo'lganda, streptomitsin yoki natriy xloridning tarqalish darajasi va darajasi antibiotikning bakteriyalar hujayrasi tomonidan adsorbsiyasini pasaytiradi. Piruvik, fumarik kislotalarning 1% gacha bo'lgan konsentratsiyasida ishlab chiqaruvchi 10 mkg / ml streptomitsin ishtirokida rivojlanadi, agar tuz konsentratsiyasi 3% gacha ko'tarilsa, antibiotiklarning 150 mkg / ml konsentratsiyasida bakteriyalar o'sishi kuzatiladi. . Ushbu kislotalarning himoya xususiyatlari turli xil mikroorganizmlarga nisbatan turli yo'llar bilan namoyon bo'ladi. E. coli bilan bog'liq holda, himoya xususiyatlari Staphga nisbatan ko'proq darajada namoyon bo'ladi. aureusning himoya xususiyati yo'q. Sistein va gidroksilamin ishtirokida faollik ancha pasayadi (sistein bir necha soat ichida antibiotikni to'liq inaktiv qiladi).
Ishlab chiqaruvchining rivojlanishida ikkita asosiy bosqich mavjud. Birinchi bosqichda substratning asosiy tarkibiy qismlaridan kuchli foydalanish, maksimal kislorod iste'moli bilan mikroorganizmning tez o'sishi va rivojlanishi mavjud. Sitoplazmada RNKning yuqori miqdori, DNK dastlab yo'q va faqat 12 soatlik rivojlanishidan keyin aniqlanadi. O'rtacha sharoitda soya unidagi oqsillarning parchalanishi bilan bog'liq bo'lgan ammiak azotining ozgina ko'payishi kuzatiladi. PH avval bir oz pasayadi, keyin 6,8 dan 7,9 gacha ko'tariladi. Streptomitsinning shakllanishi ahamiyatsiz.
28 soatdan keyin miselyumning massasi ko'payishni to'xtatadi, ikkinchi bosqich boshlanadi - streptomitsin hosil bo'lish jarayoni. Uchinchi kuni pH qiymati 7,9 dan 6,7 gacha pasayadi, to'rtinchi va beshinchi kunlarda u 7,7 ga ko'tariladi. Ikkinchi bosqich atrof muhitda qolgan ozuqa moddalarining sekin iste'mol qilinishi, aktinomitsetlarning o'sishining sekinlashishi, kislorod iste'molining pasayishi, miselyumning avtolizasi va streptomitsinning maksimal shakllanishi bilan tavsiflanadi. Streptomitsinning maksimal darajada to'planishi avtolitik jarayonlar o'sish jarayonlaridan ustun kela boshlaganda kuzatiladi. Ammiakli azotning tabiati o'sishda davom etmoqda, bu, ehtimol, soya unidagi oqsillarning parchalanishi va miselyumning avtolizasi bilan bog'liq. Kulturali suyuqlik tarkibida minerallar, oqsillar, nuklein kislotalar, aminokislotalar, polisakkaridlar, yog'lar, streptomitsin va boshqa moddalar mavjud.
S. griseus madaniyat rivojlanishining ma'lum sharoitida yana bir antibiotik - mannosidostreptomitsin (streptomitsin B) hosil qiladi, 1947 yilda aktinomitset madaniyatidan qarama-qarshi xromatografiya yo'li bilan sof holda ajratilgan. Mannosidostreptomitsin streptomitsindan molekulada mannoza borligi bilan farq qiladi, u streptomitsinga qaraganda kamroq faol. S. griseus madaniyati tarkibida mannosidostreptomitsinni streptomitsinga aylantiradigan ferment mavjud. Aktinomitset madaniyatini rivojlanishini tegishli nazorat qilish bilan mannosidostreptomitsinning minimal shakllanishiga erishish mumkin.
Streptomitsinning asosiy qismi madaniy muhitga chiqariladi, ammo uning bir qismi miselyumda va uning yuzasida qoladi, mikroorganizmdan streptomitsinni chiqarib olish uchun kultivatsiya suyuqligi biomassa bilan birga mineral kislota bilan ishlanadi antibiotik eritma ichiga kiradi. Miselyum presslash yoki santrifüj bilan ajratiladi, miselyumdan tozalangan suyuqlik oksalat kislotasi bilan ishlanadi - bu oqsillarni va organik asoslarni, metall ionlarini (kaltsiy, magniy, temir) olib tashlaydi, so'ngra streptomitsin sof holda ajratiladi.
Streptomitsin juda qutbli birikma bo'lib, uning asosi va noorganik kislotalarning tuzlari suvda oson eriydi. Streptomitsinning organik kislotalarining tuzlari deyarli barcha organik erituvchilarda erimaydi. Kulturali suyuqlikdan streptomitsinni sof holda ajratib olish uchun faol uglerodga adsorbsiya usullari va ion almashinuvi xromatografiyasi usuli qo'llaniladi.
Birinchi usul streptomitsinni faol uglerodga muhitning neytral yoki ozroq ishqoriy pH darajasida adsorbsiyasiga asoslangan. PH 2-4 da streptomitsin eritmada qoladi, aralashmalar esa sorbentga singib ketadi. Kirlarni olib tashlaganingizdan so'ng, faollashtirilgan uglerodga gidroksidi muhitdan antibiotik adsorbsiyalanadi, uning desorbtsiyasi xlorid kislota bilan kislotali etanol bilan amalga oshiriladi, so'ngra eritmaga dietil efir qo'shiladi - streptomitsin cho'kmalar.
Streptomitsinning barqarorligi antibiotikni ishlab chiqarish va saqlash uchun muhimdir. Bu preparatning tozaligi, namligi, harorati, erituvchining pH qiymatiga bog'liq. Kimyoviy toza streptomitsin quruq holatda va eritmalar shaklida barqarordir. Xona haroratida saqlanganda, streptomitsin tuzlari bir necha yil davomida ozgina miqdorda inaktiv qilinadi. Streptomitsin sulfat va gidroxlorid eritmalarining maksimal barqarorligi 7 dan 25 ° C gacha bo'lgan haroratda pH qiymati 3,0 dan 7,0 gacha.