Лекция 9 – 10 Селекция биологических объектов-биопродуцентов.

Биообъект как средство производства лекарственных, профилактических и

диагностических препаратов:

1.1.Классификация биообъектов

2. Селекция микроорганизмов

3. Мутагенез и методы выделения мутантов

3. Цели биотехнолога при совершенствовании биообъекта.

Количество биообъектов, используемых в биотехнологическом производстве при изготовлении и получении лекарственных препаратов очень много. Например, в роли биообъекта может выступать человек-донор. С егопомощью производят гомологичную иммунную плазму (антистафилококковую, противокоревую, эритроцитарную и лейкоцитарную массу для трансфузий и так далее). В роли биообъекта может выступать животное (лошадь, олень, корова, свинья, курица, кролик и так далее). С их помощью обеспечивается промышленное производство инсулина, панкреатина, лизоцима, пантокрина, антитоксических сывороток, вирусных вакцин и так далее. В качестве биообъекта можно использовать различные растения. Например, почки и однолетние побеги тополя представляют сырье при изготовлении простагландинов, смола сосны – это полупродукт получения скипидара, смола пихты – это сырье для бальзамов, камфорное дерево – сырье для получения камфоры и так далее. В качестве биообъектов широко используются и микрообъекты – это прокариоты (сине-зеленые водоросли, бактерии, вирусы, бактериофаги, актиномицеты) и – эукариоты (простейшие, водоросли, грибы, плесени, дрожжи). Например, использование клеток плесени при производстве антибиотиков, а клеток дрожжей – при производстве эргостерина (предшественника витаминаД), бетакаротина ) предшественника витамина А) и так далее. Прокариоты -

бактерии как биообъекты используются в производстве, например, витаминацианокобаламина (витамина В12 ). Обобщая все это, можно сказать, что в целом к биообъектам, используемым в производстве лекарственных средств относятся:

1. макроорганизмы растительного и животного происхождения 2. грибы, бактерии, вирусы, культуры клеток эукариот, биологические макромолекулы с информационной (ДНК, РНК), или функциональной активностью (ферменты, биокатализаторы). Что касается новых технологий биотехнологического производства, то особое место в биотехнологии занимают биообъекты растительного происхождения, используемых для получения культур клеток таких как каллусные (выращивание клеток на твердой поверхности) и суспензионные культуры (выращиваемые в жидких средах). Слово «каллус» обозначает «грубый нарост», «мозоль» как сообщество клеток на поврежденной ткани растения. Новые технологии получения лекарственных средств используются и на

основе клеток животных организмов. Например, на культкре клеток почек зеленых мартышек (обезьян) и фибробластов (донорская кровь) человека усовершенствовано производство осповакцины и вакцины против полиомиелита, что позволило обеспечить население всего мира качественными профилактическими препаратами и ликвидировать

натуральную оспу, свести к минимуму такое заболевание как полиомиелит. Успешно работает сегодня и технология получения интерферона, основанная на культивировании лейкоцитов человека из донорской крови. Для биообъектов из микромира характерно достаточно быстрое размножение (вирусы, бактериофаги). Деление дрожжей происходит 1 раз в 90 -120 минут, а бактерий 1 раз в 20 - 60 минут. Применение новых технологий при получении биологически активных веществ (БАВ) из растительного сырья при сравнении их со сбором дикорастущих растений или выращиванием на плантациях, имеет следующие преимущества:

1. контроль качества сырья

2. выделение (экстракция) и очистка продукта

3. концентрирование

4. стабилизация производства

5. возможность приготовления готовой формы медицинского препарата

Все это решает проблемы рентабельности производства, стоимости продукции (снижение), и экологичности производства. Какие существуют варианты использования биообъектов? Известно несколько вариантов использования биообъектов в производстве

лекарственных средств.

• Самый распространенный (широко известный) из объектов микромира

основан на получении биомассы с последующим ее использованием в

качестве полупродукта или целевого продукта. Так готовят нормофлоры, колибактерин, бификол, некоторые вакцины,

диагностические бактериофаги.

• Другой вариант - использование продуктов жизнедеятельности биообъектов из микромира, которые накапливаются в среде их выращивания. Так получают аминокислоты, витамины, ферменты, антибиотики. Разновидностью этого варианта можно считать биотрансформацию, когда биотехнолог использует биообъект для проведения конкретной биохимической реакции на каком-то этапе производства лекарственного средства. Например, это применение уксусно-кислых бактерий в производстве витамина С (стадия перевода

сорбита в сорбозу), микобактерии – в производстве стероидов (на этапе

превращения ситостерина в 17-кетоандростан), и так далее.

• Третий вариант использования биообъектов из микромира, суть которого состоит в его иммобилизации, что дает следующие преимущества: