6. Получение лекарственных средств на основе применения биологического синтеза. Общие представления о биотехнологии и ее основные отрасли. Гормоны. Гормональные препараты.

Общие представления о биотехнологии и ее основные отрасли

Самым перспективным путем получения лекарственных средств является биотехнология с использованием методов генной инженерии. В ее основу входят генетические ресурсы, заложенные в клетках растений, животных, микроорганизмов. С помощью генной инженерии можно изменить состав молекул, входящих в состав биологических систем.

Биотехнология – технология получения различных продуктов из живых клеток различного происхождения. Ее объектом являются культивированные ткани и клетки, растений, животных и микроорганизмов, т. е. в процессе биотехнологии осуществляется перенос генетического материала от одних организмов к другим.

Биотехнология включает в себя техническую биохимию, микробиологию, генетическую и клеточную инженерию. Клеточная инженерия включает использование культивированных клеток различных растений, животных и микроорганизмов, т. е. в процессе клеточная инженерия в клетки организмов вводят чужеродный клеточный материал, в результате чего клетки приобретают новые свойства.

В качестве источников сырья используют непищевые растительные ресурсы, отходы с/х и пищевой промышленности, что позволяет превратить биотехнологию в безотходное производство.

Традиционный метод получения лекарственных средств путем выращивания растений требует длительного времени, более выгодны биотехнологические методы выращивания.

При получении БАВ из животных тканей традиционный способ разведения требует около 9 месяцев, а с использованием биотехнологии – около 10 дней.

Биотехнология включает в себя также протеиновую технологию, кот. применяет генетически измененные микроорганизмы, что позволяет значительно снизить стоимость лекарственного средства. Например, инсулин, интерферон требуют для производства дефицитное сырье. Наиболее продуктивными для получения интерферона являются дрожжевые клетки. В них вводят чужеродный ген, который содержится в бактерии и состоит из маленькой кольцевой молекулы РНК.

Гормоны – БАВ, образованные в результате функционирования желез внутренней секреции в очень малых количествах. Они регулируют все важнейшие процессы, протекающие в организме.

Важное значение для жизнедеятельности организма имеют гормоны, содержащиеся в тканях. Они образуются не в железах. Они имеют пептидную структуру, регулируют основные биохимические и физические процессы в организме. Имеют широкое применение в медицине.

7. Получение биологически активных веществ из биологически активных продуктов естественного происхождения. Микробиологический синтез. Микроорганизмы. Антибиотики. Способы получения антибиотиков.

Микробиологический синтез

Промышленный способ получения химических соединений и других продуктов, осуществляемый благодаря жизнедеятельности микробных клеток, называется микробиологическим синтезом. Его продуктами являются дрожжи, пенициллин. В процессе микробиологического синтеза происходит образование сложных веществ из более простых в результате функционирования ферментных систем микробной клетки. Этим он отличается от брожения.

Такие микроорганизмы выделяются из природных источников или искусственным способом, т. е. в микробиологическом синтезе применяются культуры, полученные методом генной инженерии, в которых функционирует чужеродный ген.

Источником сырья для микробиологического синтеза органических соединений служат дешевые источники азота (нитраты) и углерода (углеводороды, углеводы, жиры).

Стадии микробиологического синтеза:

1. Подготовка необходимой культуры микроорганизмов;

2. Ее выращивание;

3. Ферментация, синтез;

4. Фильтрация;

5. Отделение биомассы;

6. Выделение, очистка, получение продукта.

Микробиологический синтез широко используется для промышленного получения аминокислот, витаминов, ферментов, ко-ферментов, алколоидов и т. д.

Большинство органических веществ получают химическими методами из продуктов переработки нефти и сухой перегонки древесины. Когда кислота используется для пищевых или исследовательских целей, или синтез ее достаточно сложен, то используют микробиологические методы. Например, лимонную, глюконовую кислоты получают только микробиологическим синтезом, а молочную и уксусную как химическим, так и микробиологическим методами.

При получении ряда лекарственных веществ происходит микробиологическая трансформация органического соединения, т. е. превращение одних соединений в другие под действием ферментов микроорганизмов. С использованием микробиологического синтеза стало возможным использовать мягкие условия синтеза лекарственных веществ (водная среда, невысокие температуры), снизить образование побочных продуктов и вредных отходов.

В результате микробиологической трансформации органических соединений происходят процессы окисления, восстановления, аминирования, декарбоксилирования, дезаминирования, гидролиза, конденсации.

В процессе биохимического окисления используют изолированные органы животных. Для микробиологического окисления характерна простая технология выделения, очистки и значительные выходы конечных продуктов. Микробиологическую трансформацию широко используют для получения гормонов.

Антибиотики

Способности антибиотиков проявлять бактерицидное действие по отношению к болезнетворным микроорганизмам, не оказывая токсичного действия, используется в медицине.

Антибиотики ациклического ряда – тетрациклины, ароматического ряда – левомицетин, гетероциклической структуры – пенициллин, гликозиды – стрептомицины; полипептиды – грамицидины.

Более половины антибиотиков получают из грибов (плесень).

Способы получения антибиотиков:

1. Микробиологический синтез;

2. Химический синтез из простых органических веществ;

3. Сочетание микробиологического и химического синтеза.